曲線運(yùn)動中,物體可以產(chǎn)生速度改變的變量包括:方向和大小。具體來說,速度方向是曲線運(yùn)動中運(yùn)動軌跡的切線方向,速度大小是物體運(yùn)動的速度量。
在曲線運(yùn)動中,物體受到的力可以產(chǎn)生加速度,而加速度的方向總是指向曲線的曲率中心。因此,物體受到的力也可以改變速度的方向和大小。
此外,曲線運(yùn)動中物體受到的摩擦力、重力、彈力、電場力等都可以改變物體速度的大小和方向。具體來說,摩擦力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài),使物體加速或減速;重力可以使物體沿著地球表面向下運(yùn)動,也可以使物體向上運(yùn)動;彈力可以改變物體的形狀,從而改變物體的速度;電場力可以改變物體的電荷量,從而改變物體的速度。
綜上所述,曲線運(yùn)動中可以產(chǎn)生變量包括速度方向、速度大小、加速度方向、摩擦力、重力、彈力、電場力等。
題目:一物體在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動,它的運(yùn)動軌跡是一個拋物線。已知物體在運(yùn)動過程中的加速度方向與速度方向垂直,大小恒定為a。求物體在任意時刻的速度和加速度。
解答:
假設(shè)物體在水平面內(nèi)從點(diǎn)A運(yùn)動到點(diǎn)B,其運(yùn)動軌跡為拋物線。設(shè)物體在任意時刻的速度為v,其方向與水平面夾角為θ。由于加速度方向與速度方向垂直,所以加速度方向與水平面夾角為90度-θ。
根據(jù)曲線運(yùn)動的性質(zhì),速度的改變量可以表示為垂直于速度的分量加速度乘以時間,即:
dv/dt = asin(90度-θ)
由于速度是矢量,我們還需要考慮水平分量和垂直分量的變化。水平分量保持不變,垂直分量的改變量為:
d(v的垂直分量)/dt = acos(90度-θ)
因此,物體在任意時刻的速度為:
v = v0 + at
其中v0是初始速度,a是加速度,t是時間。
對于加速度,由于加速度是矢量,我們需要考慮水平和垂直兩個方向上的分量。在垂直于速度的方向上,加速度的分量為:
acos(90度-θ)
而在水平方向上的加速度分量可以由牛頓第二定律得到:
asin(90度-θ) = F
其中F是物體所受的合力。由于加速度大小恒定為a,所以物體所受的合力也恒定為F。因此,物體在任意時刻的合力為:
F = asin(90度-θ)
綜上所述,物體在任意時刻的速度為v = v0 + at,其中v0是初始速度,a是加速度,t是時間;物體所受的合力為F = asin(90度-θ)。由于加速度方向與速度方向垂直且大小恒定,所以物體的運(yùn)動軌跡為拋物線。