质点做曲线运动的条件
4、曲线运动的合外力方向与速度方向的关系
做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指的一方弯曲,或合外力指向轨迹“凹”侧,若已知物体的运动轨迹.可判断出合外力的大致方向.
若合外力为变力,则为变加速运动;
若合外力为恒力,则为匀变速运动;
若合外力为恒力且与初速度方向不在一条直线上.则物体做匀变速曲线运动;
若合外力方向与速度方向夹角为 ,则当 为锐角时,物体做曲线运动的速率将变大;当 为钝角时,物体做曲线运动的速率将变小;当 始终为直角时,则该力只改变速度的方向而不改变速度的大小.
①欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?
②欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?
(2)若船在静水中的速度 ,要使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?
题型3、绳通过定滑轮拉物体的运动问题
(1)速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解.物体的实际运动方向就是合速度的方向,然后分析由这个合速度所产生的实际效果,以确定两个分速度的方向.
典型练习
1、一质在 平面内运动的
轨迹如图所示,下面关于其
分运动的判断正确的是
( )
A.若在 方向始终匀速运动,则在 方向先减速后加速运动
B.若在 方向始终匀速运动,则在 方向先加速后减速运动
C.若在 方向始终匀速运动,则在 方向一直加速运动
D.若在 方向始终匀速运动,则在 方向一直减速运动
2、某人站在自动扶梯上,经时间 ,从一楼升到二楼;如果自动扶梯不运动,人沿着扶梯从一楼到二楼所用时间为 ,现使自动扶梯正常运动,人也保持原来的速度沿扶梯向上走,则人从一楼N-楼的时间应该是( )。
(1)不论水流速度多大,船身垂直于河岸渡河,时间最短, ,且这个时间与水流速度大小无关.
(2)当 时,合运动的速度可垂直于河岸,最短航程为河宽.
(3)当 时,船不能垂直到达河对岸,但仍存在最短航程,当 与 垂直时,航程最短,最短航程为 .
例2、一小船渡河,河宽d=180m,水流速度 .
(1)若船在静水中的速度为 ,求:
B.物体不可能沿直线Bb运动
C.物体不可能沿曲线Bc运动
D.物体不可能沿原曲线由B返回A
2、一带电小球下落一段时间后,进入一个水平向右的匀强电场中,那么小球在电场中的运动轨迹是图中的哪一个?
3、一个质点在恒力F作用下,在 平面内从0点运动到A点的轨迹如图所示,且在A点时的速度方向与 轴平行,则恒力F的方向不可能的是( )
总之,物体做曲线运动的轨迹总在物体所受的合外力F和速度 两方向的夹角中,且和速度 方向相切,向合外力F一侧弯曲.如图所示.
典型例题分析
1、如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受力反向,大小不变,即由F变为-F.在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动
典型题型研究
题型1、物体做曲线运动条件的理解与应用
例1、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,若运动过程中保持二力方向不变,但F1突然增大到F1+△F,则质点以后 ( )
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.可能做变加速曲线运动
题型2、小船渡河问题
A.沿 方向B.沿 方向
C.沿 方向D.沿 方向
运动的合成与分解
必记知识点;
曲线运动的特点
1、受力特点
物体所受合外力与速度方向不在一条直线上,且指向轨道内侧.高中阶段所受合外力一般分为两种情况:
(1)合外力为恒力,与速度成某一角度.如在重力作用下的平抛运动、带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场所做的类平抛运动等,此类问题速度的大小和方向均发生变化.
(3)所有分速度都用矢量合成法合成;(4)速度的前后脚标对调,改变符号.
例4、如图所示,一辆邮车以速度 沿平直公路匀速行驶,在离此公路距离d处有一个邮递员,当他和邮车的连线与公路的夹角为 时开始沿直线匀速奔跑,已知他奔跑的最大速度为 ,试问:
(1)他应向什么方向跑才能尽快与邮车相遇?
(2)他至少以多大的速度奔跑,才能与邮车相遇?
若用 、 、 分别表示物体A相对于物体B的速度、物体A相对物体C的速度和物体C相对物体B的速度,则有: .
列相对运动的式子,进行速度合成要遵守以下几条原则:
(1)合速度的前脚标与第一个分速度的前脚标相同.合速度的后脚标和最后一个分速度的后脚标相同;
(2)前面一个分速度的后脚标和相邻的后面一个分速度的前脚标相同;
(2)合外力大小不变,方向改变,且合外力的方向与速度方向垂直,如匀速圆周运动等,此时速度的大小不发生变化,仅方向发生变化.
2、运动学特点
曲线运动一定是变速运动,因为其速度方向一定在变化.曲线运动可以是加速度恒定的匀变速运动,也可以是加速度变化的非匀变速运动.
3、曲线运动的轨迹特点
向受力的一侧偏,且与初速度方向相切.曲线运动的轨迹不会出现急折,只能平滑变化.轨迹总在力与速度的夹角中.
质点做曲线运动的条件
必记知识点
一、曲线运动的概念:轨迹为曲线的运动叫做曲线运动.
二、曲线运动的特点:做曲线运动的质点在某
一点的瞬时速度的方向,就是曲线上的这一
点切线的方向.曲线运动一定是变速运动,
但是,变速运动不一定是曲线运动.
三、质点做曲线运动的条件:
①从动力学角度来看,如果质点所受的合外力方向和质点的速度方向不在同一直线上时,质点就做曲线运动.
(2)跨过定滑轮物体拉绳(或绳拉物体)运动的速度分解:物体速度 沿绳方向的分速度就是绳子拉长或缩短的速度,另一个分速度就是使绳子摆动的速度.
例3、如图所示,人在岸边通过定滑轮用绳拉小船,当人以速度 匀速前进时,求小船A的速度,并讨论船的运动性质(设此时绳与水平方向的夹角为 ).
题型4、相对运动中速度合成问题
②从运动学角度来看,如果质点的加速度方向与速度方向不在同一直线上时,质点就做曲线运动.
四、物体做曲线运动的轨迹情况:
①当物体所受的合外力F的方向和速度 的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率将增大;
②当物体所受的合外力F的方向和速度 的夹角为直角时,该力只改变速度的方向,不改变速度的大小;
③当物体所受的合外力F的方向与速度 的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将减小.