曲線運(yùn)動(dòng)中,如果物體所受的合外力恒定(大小和方向都不變),則物體所做的運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)有:平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)。
平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),所以其合運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
斜拋運(yùn)動(dòng)也是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),其加速度為重力加速度在豎直方向上的分量,方向與初速度方向垂直。
以上就是一些例子,但具體還要看物體所受的恒定外力是如何的。
題目:一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在恒力 F 的作用下,從靜止開(kāi)始沿光滑水平面從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),AB間的距離為L(zhǎng)。求小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小。
解析:
1. 小球受到恒力 F 的作用,因此它做的是曲線運(yùn)動(dòng)。
2. 由于小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到恒力 F 的作用,因此它的加速度也是恒定的。
3. 根據(jù)牛頓第二定律,小球受到的合外力 F 合 = ma,其中 a 是加速度。
4. 由于小球做曲線運(yùn)動(dòng),它的速度方向不斷變化,因此它的速度也在不斷變化。
5. 根據(jù)動(dòng)能定理,合外力對(duì)小球做的功等于小球動(dòng)能的增量。
步驟一:根據(jù)題意,已知恒力 F、AB間的距離 L 和初速度為零,可以求出小球在B點(diǎn)的速度大小。
步驟二:根據(jù)牛頓第二定律,可得到加速度 a = F 合 / m = F / m。
步驟三:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,可得到小球在AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t = L / a。
步驟四:根據(jù)動(dòng)能定理,可得到合外力對(duì)小球做的功 W = 1/2mv2 - 0。
步驟五:將 W = Fs 代入上式,可得 v = sqrt(2FL/m)。
所以,小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 sqrt(2FL/m)。
這個(gè)例子展示了恒力作用下曲線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和解題方法。通過(guò)這個(gè)例子,你可以更好地理解曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。