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第五章
抛体运动
第1节
曲线运动
前面我们研究了直线运动,下面请同学们思考两个问题:
①什么是直线运动?
②物体做直线运动的条件是什么?
那么什么是曲线运动呢?
人造卫星
汽车转弯
铅球运动
链球运动
我们把轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
一、曲线运动的定义
讨论下砂轮打磨下来的炽热微粒、飞出去的链球,他们是沿着什么方向运动的?
二、曲线运动的速度方向
v
B
v
A
钢球由轨道的一端滚入(通过压缩弹簧射入或通过一个斜面滚入),在轨道的束缚下做曲线运动。在轨道的下面放一张白纸,蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹,它记录了钢球在A点的运动方向。撤去一段轨道,钢球的轨道出口改在图中B点。同样的方法可以记录钢球在轨道B点的运动方向。
过曲线上的两点作直线,比如过A、B两点作直线,设想B点逐渐向A点移动,当B点非常接近A点时,这条直线就叫做曲线在A点的切线。
我们可以得出曲线运动的瞬时速度方向:质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向,沿曲线在这一点的切线方向。
曲线运动是变速运动吗?有一些曲线运动的速度大小是恒定不变的,这种曲线运动是匀速运动吗?
曲线运动是变速运动,即使速度大小恒定,只要速度方向改变,曲线运动就是变速运动。
三、物体做曲线运动的条件
我们就通过实验来研究一下:一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力,例如在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁,观察钢球的运动。
曲线运动在什么情况下才能发生呢?
1)动力学角度:当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时
2)运动学角度:当物体加速度的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时
F(或a)、v方向不在同一条直线上
3)速度、轨迹、外力三者之间的关系
V
F
凸
凹
(1)物体运动轨迹夹在速度方向与合外力方向之间
(2)做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧
1.关于曲线运动,下列说法正确的是(
)
A.做曲线运动的物体的速度一定变化
B.速度变化的运动一定是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D.做曲线运动的物体所受合外力有可能与速度在同一直线上
A
C
2.一质点沿曲线从M点加速运动到N点,它在P点时速
度v的方向和加速度a的方向可能正确的是( )
A
B
C
D
B
3.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(
)
A.从A到B速率逐渐增大
B.D点的速率比C点的速率大
C.A点的加速度比D点的加速度大
D.A点的加速度与速度的夹角小于90°
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