曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天(編輯修改稿)
2025-06-14 03:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 化對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解和認(rèn)識(shí)： 1．運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體瞬時(shí)速度方向沿曲線上物體所經(jīng)過的即時(shí)位置的切線方向，所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化，即曲線運(yùn)動(dòng)一定為變速運(yùn)動(dòng)．若從某一時(shí)刻起物體速度方向不再變化，則說明物體開始做直線運(yùn)動(dòng)． 考向互動(dòng)探究 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 2．動(dòng)力學(xué)特征：由于物體速度時(shí)刻變化，說明物體具有加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力一定不為零且和速度始終有夾角 (曲線運(yùn)動(dòng)條件 )．合外力在垂直速度方向上的分力改變物體速度方向，合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度大小． 3．軌跡特征：曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力的方向與速度的方向之間，而且向合力的一側(cè)彎曲，或者說合力的方向總指向曲線的“凹”側(cè)． 4．能量特征：如果物體所受合外力始終和物體速度垂直，則合外力對(duì)物體不做功，物體動(dòng)能不變；若合外力不與物體速度垂直，則合外力對(duì)物體做功，物體動(dòng)能發(fā)生變化． 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 例 1 [2021 蘇州聯(lián)考 ] (雙選 )光滑水平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度 v0通過點(diǎn) O，運(yùn)動(dòng)方向如圖 16－ 1所示，與此同時(shí)給質(zhì)點(diǎn)加上沿 x軸正方向的恒力 Fx和沿 y軸正方向的恒力 Fy，則 ( ) A．因?yàn)橛?Fx，故質(zhì)點(diǎn)一定做曲線運(yùn)動(dòng) B．如果 Fy＜ Fx，則質(zhì)點(diǎn)向 y軸一側(cè)做 曲線運(yùn)動(dòng) C．如果 Fy＝ Fxtanα ，則質(zhì)點(diǎn)做直線 運(yùn)動(dòng) D．如果 Fx＞ Fycotα ，則質(zhì)點(diǎn)向 x軸一 側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng) CD 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 [解析 ] 質(zhì)點(diǎn)除受 Fx外還受到 Fy作用，如果兩個(gè)力合力的方向與速度的方向共線，則質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)， A錯(cuò)誤；由于不知道α 大小，所以 Fx 、 Fy的合力不一定在 y軸和 v0方向之間，如果合力在 x軸與 v0方向之間，則運(yùn)動(dòng)軌跡向 x軸方向彎曲，當(dāng) Fx＞Fycotα 時(shí)，合力在 x軸與 v0方向之間，質(zhì)點(diǎn)向 x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) B錯(cuò)誤、 選項(xiàng) D正確；當(dāng) Fy＝ Fxtanα 時(shí)，合力沿 v0方向，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C正確． 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 [點(diǎn)評(píng) ] 判定物體做曲線運(yùn)動(dòng)還是直線運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是看物體所受合力的方向與速度的方向是否在一條直線上：當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體所受的合力方向跟它的速度方向在同一直線上時(shí)，物體就做直線運(yùn)動(dòng)． 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 變式題 [2021 四川卷 ] 某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖 16－ 2所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體 塞塞緊后豎直倒置且與 y軸重合，在 R從 坐標(biāo)原點(diǎn)以速度 v0＝ 3 cm/s勻速上浮的 同時(shí)，玻璃管沿 x軸正方向做初速為零的 勻加速直線運(yùn)動(dòng)． 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻 R的坐標(biāo)為 (4,6)，此時(shí) R的速度大小為 ________cm/ 動(dòng)軌跡的示意圖是圖 16－ 3中的 ____________． (R視為質(zhì)點(diǎn) ) 圖 16－ 3 5 D 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 [ 解析 ] 小圓柱體 R 水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移 x＝v x2t ＝ 4 c m ，豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移 y ＝ v 0 t ＝ 6 cm ，可解得v x ＝ 4 cm /s ，此時(shí)小圓柱體 R 的合速度 v ＝ v2x ＋ v20 ＝ 5 cm /s ，所受合力的方向沿 x 軸方向，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，軌跡應(yīng)向受力的一側(cè)彎曲，故選項(xiàng) D 正確． 第 16講 │ 考向互動(dòng)探究 ? 探究考向二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1．運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)是對(duì)描述物體運(yùn)動(dòng)的參量 (位移、速度、加速度 )進(jìn)行合成與分解，和力的合成與分解一樣，遵從平行四邊形定則． 2．合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)可由合初速度與合加速度進(jìn)行判斷． (1)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一
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