曲线运动

主编:黄冈中学物理集体备课组

  自然界中,所有物体的运动从轨迹的不同可以分成两大类,直线运动和曲线运动.

  直线运动规律我们已经很熟悉,曲线运动在实际生活中非常普遍,那曲线运动该怎样定义呢?

一、曲线运动

1、定义:物体的运动轨迹是曲线的运动.

2、曲线运动的速度方向:物体运动到某位置或某时刻的速度方向为该位置轨迹的切线方向.

  a.在旋转地砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮旋转的切线方向飞出.

  b.下雨天,撑开的带着水的雨伞绕伞柄旋转伞面上的水滴沿伞的边沿各点的切线飞出.

  注意:①曲线运动,物体加速度a一定不为零.

  a=常量,匀变速曲线运动(△v=at在相等时间内速度的改变量相等)

  a≠常量,非匀变速曲线运动.

  ②曲线运动,物体所受合力一定不为零.

3、物体做曲线运动的条件:

  (1)物体所受F=0或物体所受F与速度在同一直线上,轨迹为直线.

  例1、质量为m的小球在重力和恒力F(未知)作用下由静止开始运动.若小球运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ().如图示,求恒力F的取值范围.

解:

  使小球沿如图倾斜直线由静止开始运动,小球所受合力必须沿倾斜直线方向.F≥mgsinθ

  (2)作曲线运动条件:物体所受合力与速度不在同一直线上,轨迹一定为曲线.

  (3)研究曲线运动的方法:通常把物体所受合力进行分解.分解到轨迹的切线方向和垂直切线的方向

  

  若与速度v同向,该时刻速度增大.

  若与速度v反向,该时刻速度减小.

  (4)物体作曲线运动,轨迹在速度与所受合力的夹角之中,合力一定指向曲线的内侧.

  例2、一个质点受两个互成锐角的恒力F1和F2作用,由静止开始运动,若保持二力方向不变,但F1突然增大到F1+△F,则质点以后(AB)

A.一定做匀变速曲线运动

B.在相等时间内速度的变化一定相等

C.可能做匀速直线运动

D.可能做变速曲线运动

分析:

  F1、F2为恒力,故由静止开始必做匀加速直线运动,当F1增大到F1+△F时,合力方向突变,与速度方向不再在一条直线上,但仍为恒力,故一定做匀变速曲线运动,且相等时间内速度变化△v=a△t必然相等,故选AB.

答案:AB

  例3、一雨滴由静止开始下落一小段时间,突然受到恒定水平风力的影响,但着地之前一小段时间风突然停止,画出雨滴可能运动轨迹.

解:

     当风力水平向左时:       当风力水平向右时:

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