曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),在曲線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)的方向每時(shí)每刻都在變化,因此曲線運(yùn)動(dòng)也稱為變速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。
例如,一個(gè)小球在空氣中沿曲線滑下,它的運(yùn)動(dòng)方向每時(shí)每刻都在變化,因此小球做的是曲線運(yùn)動(dòng)。又如,一個(gè)籃球運(yùn)動(dòng)員將籃球投出,籃球在空中的飛行也是曲線運(yùn)動(dòng)。
再來(lái)看一道例題:
【例題】 一物體做曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 速度大小可能不變 B. 速度方向可能不變
C. 速度可能不變 D. 速度可能不變
解析:物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線上,合外力大小和方向不一定變化,由此可以分析得出結(jié)論。
答案:A
解釋:物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度的方向時(shí)刻改變,大小不一定變化,例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。所以選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
以下是一個(gè)關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的例題:
一物體在某一時(shí)刻開始,初速度是1m/s,方向向東;在接下來(lái)的2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)了3m,方向向東;在接下來(lái)的2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)了6m,方向向西。求物體在這4s內(nèi)的加速度。
分析:
根據(jù)題意,物體在4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),第一個(gè)2s內(nèi)物體向東運(yùn)動(dòng)了3m,第二個(gè)2s內(nèi)物體向西運(yùn)動(dòng)了6m,方向相反。根據(jù)加速度的定義式,物體的加速度為:
a = (Δv/Δt) = (6-3)/2 = 1m/s^2
所以,物體的加速度為1m/s^2。
注意:在處理曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),要注意速度的方向和大小的變化,以及加速度的方向和大小的計(jì)算。
曲線運(yùn)動(dòng)是一種運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線的物理現(xiàn)象,常見的曲線運(yùn)動(dòng)包括勻變速曲線運(yùn)動(dòng)和非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。在曲線運(yùn)動(dòng)中,物體受到的合力或加速度方向與速度方向不在一條直線上,因此物體受到的合外力或合外力矩不為零。
例題:
問(wèn)題:一個(gè)物體以某一初速度做曲線運(yùn)動(dòng),在一段時(shí)間內(nèi)物體所受的合力方向與速度方向不在一條直線上,則在此期間內(nèi)物體的加速度方向如何?
答案:加速度方向與速度方向不在一條直線上,即加速度方向與合力的方向相同。
問(wèn)題:一個(gè)物體做曲線運(yùn)動(dòng),已知物體受到的合力大小為2N,方向與速度方向不在一條直線上,那么物體在這段時(shí)間內(nèi)的速度變化量可能為多少?
答案:由于物體受到的合力不為零,因此物體在這段時(shí)間內(nèi)的速度變化量一定不為零。由于物體做曲線運(yùn)動(dòng),因此速度的方向不斷變化,因此速度的變化量也是變化的。根據(jù)牛頓第二定律,加速度的大小與速度變化量成正比,因此速度變化量的大小可能為2m/s2或-2m/s2。
常見問(wèn)題還包括如何判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)、如何確定物體的受力情況、如何分析物體的運(yùn)動(dòng)軌跡等等。在學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,需要掌握相關(guān)的物理規(guī)律和概念,并不斷進(jìn)行練習(xí)和實(shí)踐,以提高對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用能力。
