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【摘要】判断物体是否作匀变速运动,要分析合外力是否为恒力;判断物体是作直线运动还是曲线运动,要分析合外力与速度是否在同一直线上;判断物体是作加速还是减速运动,要分析合外力与速度方向之间的关系。
【关键词】判断;物体;运动性
How to determine the movement of objects in nature
Jiao Haiyang
【Abstract】Determine whether an object as a uniform variable movement, to analysis whether the force is constant force; Judgment or curve is a straight line motion object, to analysis whether the force and speed in a straight line; Judge object is accelerated or decelerated motion, to analysis the relationship between the direction of force and speed.
【Key words】Judgment; The object; motility
运动是物体的属性,并不是由于力的作用产生的,力不是物体运动的原因,力是使物体运动状态改变的原因,一个物体将作什么样的运动,其状态如何改变,应由两个因素共同决定:①初速度; ②合外力;在分析物体的运动性质时,这两者都应予考虑。这两个因素之间的关系确定了,物体的运动才是唯一的。否则,物体只能存在一些可能的运动形式。如果中途物体发生突变(如物体受碰撞或所受的f动变为f静等),则物体的运动状态就一定会发生改变,则我们就应从突变处重新分析物体的运动情况。也就是说大多数情况下只有我们把一个物体的运动过程特别是其运动性质全面地了解了的情况下,我们才能进行下一步的工作——套用相应的规律解题。
1 当F合(a)与v0同向,物体作加速直线运动
(1)当F合(a)恒定,物体作匀加速直线运动
(2)当F合(a)变化,物体作变加速直线运动
①F合变大,a变大,物体作a愈大的变加速直线运动,其速度位移是增大的。
②F合变小,a变小,物体作a愈小的变加速直线运动,其速度位移均增大;a减小到零时,物体速度不再增加,此时,速度达最大值,并一直匀速运动下去。
2 当F合(a)与v0反向,物体作减速直线运动
(1)当F合(a)恒定,物体作匀减速直线运动
(2)当F合(a)变化,物体作变减速直线运动
①F合变大,a变大,物体作a愈大的变减速直线运动,速度减小,位移变大。
②F合变小,a变小,物体作a愈小的变减速直线运动,速度变小,位移变大;a减小为零时,速度不再减小,此时,速度有最小值,并一直以最小速度运动下去。
3 F合与v0的方向不在同一直线上,物体作曲线运动
(1)当F合恒定,a恒定,物体作匀变速曲线运动,如平抛运动及类平抛运动
(2)当F合变化,a变化,物体作变加速曲线运动
①F合大小一定,方向时刻与速度方向垂直,物体作匀速圆周运动
②物体受到一个大小变化,时刻指向圆心的向心力(不一定是物体所受合外力),物体作非匀速圆周运动,如竖直面内的圆周运动。
③F合大小、方向均变化,但F合具有与位移大小与正比,与位移方向相反的特点,物体作简谐运动,如弹簧振子的运动。
例1、自由下落的小球,下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始到弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的?
分析 根据力是产生加速度的原因可知,应正确分析小球接触弹簧后的受力情况。弹簧受两个力作用:竖直向下的重力mg和竖直向上的弹力F,如图:
开始阶段:A→O的过程,F 由:mg—F=ma F=kx
可知:因x增大,所以F增大,a减小。
因a与v同向,所以v增大,当F=mg时,小球运动到O时,a=0,速度v达到最大。
后一阶段,O→B的过程,F>mg,合力竖直向上。
由F-mg=ma F=kx
可知:因x增大,所以F增大,a增大,但a的方向竖直向上。
因为a与v反向,所以v减小,
当小球运动到B点时,v=0,a最大。
综上所述,小球向下压缩弹簧的运动过程中,合力先减小后增大,加速度a先减小再增大,速度v先增大再减小。
例2、如图,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B。现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则( )
A、若A、B为同种电荷,B球可能做加速度、速度都变小的曲线运动
B、若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动 C、若A、B为异种电荷,B球不可能做匀速圆周运动
D、若A、B为异种电荷,B球不可能做加速度、速度都变大的曲线运动
【答案】 B
【解析】 若A、B为同种电荷B在运动中的库仑力减小,但做正功,B球一定做速度变大的曲线运动;若A、B为异种电荷,如kQqR2=mv2R成立时B球可做匀速圆周运动。
由以上分析知:判断物体是否作匀变速运动,要分析合外力是否为恒力;判断物体是作直线运动还是曲线运动,要分析合外力与速度是否在同一直线上;判断物体是作加速还是减速运动,要分析合外力与速度方向之间的关系。
【关键词】判断;物体;运动性
How to determine the movement of objects in nature
Jiao Haiyang
【Abstract】Determine whether an object as a uniform variable movement, to analysis whether the force is constant force; Judgment or curve is a straight line motion object, to analysis whether the force and speed in a straight line; Judge object is accelerated or decelerated motion, to analysis the relationship between the direction of force and speed.
【Key words】Judgment; The object; motility
运动是物体的属性,并不是由于力的作用产生的,力不是物体运动的原因,力是使物体运动状态改变的原因,一个物体将作什么样的运动,其状态如何改变,应由两个因素共同决定:①初速度; ②合外力;在分析物体的运动性质时,这两者都应予考虑。这两个因素之间的关系确定了,物体的运动才是唯一的。否则,物体只能存在一些可能的运动形式。如果中途物体发生突变(如物体受碰撞或所受的f动变为f静等),则物体的运动状态就一定会发生改变,则我们就应从突变处重新分析物体的运动情况。也就是说大多数情况下只有我们把一个物体的运动过程特别是其运动性质全面地了解了的情况下,我们才能进行下一步的工作——套用相应的规律解题。
1 当F合(a)与v0同向,物体作加速直线运动
(1)当F合(a)恒定,物体作匀加速直线运动
(2)当F合(a)变化,物体作变加速直线运动
①F合变大,a变大,物体作a愈大的变加速直线运动,其速度位移是增大的。
②F合变小,a变小,物体作a愈小的变加速直线运动,其速度位移均增大;a减小到零时,物体速度不再增加,此时,速度达最大值,并一直匀速运动下去。
2 当F合(a)与v0反向,物体作减速直线运动
(1)当F合(a)恒定,物体作匀减速直线运动
(2)当F合(a)变化,物体作变减速直线运动
①F合变大,a变大,物体作a愈大的变减速直线运动,速度减小,位移变大。
②F合变小,a变小,物体作a愈小的变减速直线运动,速度变小,位移变大;a减小为零时,速度不再减小,此时,速度有最小值,并一直以最小速度运动下去。
3 F合与v0的方向不在同一直线上,物体作曲线运动
(1)当F合恒定,a恒定,物体作匀变速曲线运动,如平抛运动及类平抛运动
(2)当F合变化,a变化,物体作变加速曲线运动
①F合大小一定,方向时刻与速度方向垂直,物体作匀速圆周运动
②物体受到一个大小变化,时刻指向圆心的向心力(不一定是物体所受合外力),物体作非匀速圆周运动,如竖直面内的圆周运动。
③F合大小、方向均变化,但F合具有与位移大小与正比,与位移方向相反的特点,物体作简谐运动,如弹簧振子的运动。
例1、自由下落的小球,下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始到弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的?
分析 根据力是产生加速度的原因可知,应正确分析小球接触弹簧后的受力情况。弹簧受两个力作用:竖直向下的重力mg和竖直向上的弹力F,如图:
开始阶段:A→O的过程,F 由:mg—F=ma F=kx
可知:因x增大,所以F增大,a减小。
因a与v同向,所以v增大,当F=mg时,小球运动到O时,a=0,速度v达到最大。
后一阶段,O→B的过程,F>mg,合力竖直向上。
由F-mg=ma F=kx
可知:因x增大,所以F增大,a增大,但a的方向竖直向上。
因为a与v反向,所以v减小,
当小球运动到B点时,v=0,a最大。
综上所述,小球向下压缩弹簧的运动过程中,合力先减小后增大,加速度a先减小再增大,速度v先增大再减小。
例2、如图,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B。现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则( )
A、若A、B为同种电荷,B球可能做加速度、速度都变小的曲线运动
B、若A、B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动 C、若A、B为异种电荷,B球不可能做匀速圆周运动
D、若A、B为异种电荷,B球不可能做加速度、速度都变大的曲线运动
【答案】 B
【解析】 若A、B为同种电荷B在运动中的库仑力减小,但做正功,B球一定做速度变大的曲线运动;若A、B为异种电荷,如kQqR2=mv2R成立时B球可做匀速圆周运动。
由以上分析知:判断物体是否作匀变速运动,要分析合外力是否为恒力;判断物体是作直线运动还是曲线运动,要分析合外力与速度是否在同一直线上;判断物体是作加速还是减速运动,要分析合外力与速度方向之间的关系。