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一、曲线运动速度的方向
1.速度方向:曲线运动中某点的速度方向为曲线上这一点的切线方向。
2.拓展:①所有的曲线运动都是变速运动;②所有的曲线运动的加速度都不为零;③所有做曲线运动的物体所受的合外力都不为零。
例1 一个做曲线运动的质点.在运动过程中经过A、B两点,下列说法正确的是( )。
A.质点在A点的运动方向沿过A、B两点的割线的方向
B.质点在A点的运动方向沿过A点的轨迹的切线方向
C.质点在A、B这段曲线上的平均速度的方向沿过A、B这两点的割线的方向
D.质点在A点的速度方向沿过B点的轨迹的切线方向
解析 曲线运动的速度方向即为质点在某一点的切线方向,B选项正确;平均速度为位移与时间的比值,所以平均速度的方向即为位移的方向,C选项正确。答案为BC。
二、物体做曲线运动的条件
1.条件:物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
2.拓展:①物体所受合外力的方向必然指向轨迹的凹侧。②若物体所受的合外力为恒力,且与速度不在同一直线上时,物体做匀变速曲线运动;若物体所受的合外力为变力,且与速度不在同一直线上时,物体做非匀变速曲线运动。③若物体所受的合外力与速度方向的夹角小于90°,则物体做加速曲线运动;若物体所受的合外力与速度方向的夹角大于90°,则物体做减速曲线运动;若物体所受的合外力与速度方向垂直,则物体做匀速率曲线运动。
例2 物体在一足够大的光滑平面上向东运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体的运动将是( )。
A.曲线运动,且加速度方向不变,大小不变,是匀变速曲线运动
B.直线运动且是匀变速直线运动’
C.曲线运动,但加速度方向改变,大小不变.是非匀变速曲线运动
D.曲线运动,加速度大小和方向均改变,是非匀变速曲线运动
解析 由于物体具有向东运动的初速度,与合外力的方向不在同一直线上,所以做曲线运动。又由于物体受到恒力的作用,所以物体的加速度恒定,因此物体做匀变速曲线运动。答案为A。
例3 关于曲线运动,下列说法错误的是( )。
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.做曲线运动的物体,其速率一定变化
D.速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动
解析 由物体做曲线运动的条件可知,无论物体所受的合外力是恒力还是变力,只要其方向与运动方向不在同一直线上,物体就做曲线运动,反之就做直线运动,A、B选项均错。一个做曲线运动的物体,若在任意相等的时间内通过的路程相等。则这个物体做速率不变的曲线运动,从力的角度看,物体受到的合外力若始终与运动方向垂直,就做速率不变的曲线运动,C选项错。加速度大小不变仅意味着物体所受的合外力大小不变,但合外力的方向可能与运动方向不在同一直线上,故它可能做曲线运动,D选项错。答案为ABCD。
作者单位:山东临沂第三十九中学
(责任编辑 赵平)
1.速度方向:曲线运动中某点的速度方向为曲线上这一点的切线方向。
2.拓展:①所有的曲线运动都是变速运动;②所有的曲线运动的加速度都不为零;③所有做曲线运动的物体所受的合外力都不为零。
例1 一个做曲线运动的质点.在运动过程中经过A、B两点,下列说法正确的是( )。
A.质点在A点的运动方向沿过A、B两点的割线的方向
B.质点在A点的运动方向沿过A点的轨迹的切线方向
C.质点在A、B这段曲线上的平均速度的方向沿过A、B这两点的割线的方向
D.质点在A点的速度方向沿过B点的轨迹的切线方向
解析 曲线运动的速度方向即为质点在某一点的切线方向,B选项正确;平均速度为位移与时间的比值,所以平均速度的方向即为位移的方向,C选项正确。答案为BC。
二、物体做曲线运动的条件
1.条件:物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
2.拓展:①物体所受合外力的方向必然指向轨迹的凹侧。②若物体所受的合外力为恒力,且与速度不在同一直线上时,物体做匀变速曲线运动;若物体所受的合外力为变力,且与速度不在同一直线上时,物体做非匀变速曲线运动。③若物体所受的合外力与速度方向的夹角小于90°,则物体做加速曲线运动;若物体所受的合外力与速度方向的夹角大于90°,则物体做减速曲线运动;若物体所受的合外力与速度方向垂直,则物体做匀速率曲线运动。
例2 物体在一足够大的光滑平面上向东运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体的运动将是( )。
A.曲线运动,且加速度方向不变,大小不变,是匀变速曲线运动
B.直线运动且是匀变速直线运动’
C.曲线运动,但加速度方向改变,大小不变.是非匀变速曲线运动
D.曲线运动,加速度大小和方向均改变,是非匀变速曲线运动
解析 由于物体具有向东运动的初速度,与合外力的方向不在同一直线上,所以做曲线运动。又由于物体受到恒力的作用,所以物体的加速度恒定,因此物体做匀变速曲线运动。答案为A。
例3 关于曲线运动,下列说法错误的是( )。
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.做曲线运动的物体,其速率一定变化
D.速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动
解析 由物体做曲线运动的条件可知,无论物体所受的合外力是恒力还是变力,只要其方向与运动方向不在同一直线上,物体就做曲线运动,反之就做直线运动,A、B选项均错。一个做曲线运动的物体,若在任意相等的时间内通过的路程相等。则这个物体做速率不变的曲线运动,从力的角度看,物体受到的合外力若始终与运动方向垂直,就做速率不变的曲线运动,C选项错。加速度大小不变仅意味着物体所受的合外力大小不变,但合外力的方向可能与运动方向不在同一直线上,故它可能做曲线运动,D选项错。答案为ABCD。
作者单位:山东临沂第三十九中学
(责任编辑 赵平)