曲线运动课件全.ppt

曲线运动


3. 渡河问题

(2)加速度特征的比较
(3)速率与动能变化特征的比
(4)速度和动量变化特征的比较
5. 两类典型的曲线运动的分析方法比较
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曲线运动
(3)由于曲线运动速度的一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的中加速度必不为零,所受到的合外力必不为零。
(1)曲线运动的轨迹是曲线
(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。


力的作用效果之一是迫使物体的速度发生变化,其中:与速度方向平行的力将迫使物体速度的大小发生变化;与速度方向垂直的力将迫使物体速度的方向发生变化.
因此:当物体所受到的合外力方向与其速度方向平行时,物体将做直线运动;
当物体所受到的合外力方向与其速度方向不平行时,物体将做曲线运动。
3. 渡河问题:
(1)要使过河的时间最短,则船头必须垂直河岸;
L
v水
v船
v合
(2) 要使过河的位移最短:
a. 若v船> v水,则船头必须指向河岸上游方向;
使合速度垂直河岸,最小位移等于河宽,
v水
v船
v合
< v水,只有当v船⊥ v合时,过河的位移最小。
θ
v水
v船
v合

高中物理所介绍的平抛运动和匀速圆周运动,实际上分别代表着加速度恒定的“匀变速曲线运动”和加速度不断变化的“变速曲线运动”这两类不同的曲线运动。
(1)受力特征的比较。
平抛运动中,物体只受恒定的重力mg的作用;
匀速圆周运动中,物体的受力情况较为复杂,就其效果而言,其合外力充当向心力,大小恒定为
方向则不断变化,但始终指向圆轨道的圆心。
(2)加速度特征的比较
平抛运动中,物体中恒定的重力mg的作用下产生恒定的加速度g,因此平抛运动是加速度不变的“匀变速曲线运动”;
匀速圆周运动中,物体受到的合外力F向大小恒定、方向不断变化,因此产生的向心加速度a向的大小恒定,为
方向不断变化,但始终指向圆轨道的圆心,因此匀速圆周运动实际上是加速度变化的“变速曲线运动”。
(3)速率与动能变化特征的比
平抛运动中,由于物体所受的合外力(重力mg)除在开始时与速度方向垂直外,其余任意时刻均与之夹一个锐角,所以合外力(重力mg)对物体做正功而使其速率和动能不断增大;
匀速圆周运动中,由于物体所受的合外力(向心力F向)始终与速度方向垂直,所以合外力(向心力F向)对物体不做功,物体的速率和动能均保持恒定。
匀速圆周运动中,由于物体的加速度a向和合外力F向均具备着“大小恒定、方向变化”的特征,所以在任意相等的时间间隔内,物体的速度和动量的增量相应也都具备着“大小相等、方向不同”的特征,如图二中(b)、(c)所示。
(4)速度和动量变化特征的比较
平抛运动中,由于物体的加速度g和合外力mg均恒定,所以在任意相等的时间间隔内,物体的速度和动量增量均相等,如图一中(a)、(b)所示,
(a)
(b)
p0
p1
p2
p3.
Δp1
Δp2
Δp3
图一
v0
v1
v2
v3.
Δv1
Δv2
Δv3
v0
v1
v2
v3
O
θ
θ
θ
Δv1
Δv2
Δv3
(b)
Δp1
Δp2
Δp3
(c)
图二
(a)
5. 两类典型的曲线运动的分析方法比较
(1)对于平抛运动这类“匀变速曲线运动”,我们的分析方法一般是“在固定的坐标系内正交分解其位移和速度”,运动规律可表示为
(2)对于匀速圆周运动这类“变变速曲线运动”,我们的分析方法一般是“在运动的坐标系内正交分解其力和加速度”,运动规律可表示为