- 能曲线运动的物体
能做曲线运动的物体,可以是固体,也可以是液体或气体,如小车、小球、雨滴、飞机、火箭等。具体来说,以下物体可以发生曲线运动:
1. 液滴:例如水滴从水龙头滴出,雨滴等。
2. 气垫船在水面上的滑行。
3. 火车在铁轨上的行驶。
4. 投掷出的石头。
5. 飞镖。
6. 火柴盒抛出后的运动。
7. 射出的箭(不考虑空气阻力)。
8. 飞轮在空中的旋转。
9. 喷气式飞机在空中飞行。
10. 火箭升空。
此外,天体如行星、卫星、恒星等也会做曲线运动。需要注意的是,物体做曲线运动的条件是:受到的合力不为零,且合力方向与速度方向不在一条直线上。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在斜面上以一定的初速度沿斜面向上运动。斜面的倾角为 θ,小球与斜面之间的动摩擦因数为 μ。求小球的动能随角度 θ 的变化关系。
分析:小球在斜面上受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,由于斜面是倾斜的,所以小球在垂直于斜面的方向上受到的支持力和重力分力平衡,而在平行于斜面的方向上受到的重力分力和摩擦力的合力使小球做曲线运动。
解:根据动能定理,小球的动能只与速度和所受的合外力有关。在小球沿斜面向上运动的过程中,重力沿斜面向下的分力为 mg·sinθ,摩擦力沿斜面向下的分力为 μmg·cosθ。因此,小球的合外力为 mg·sinθ - μmg·cosθ。
当 θ 逐渐增大时,重力沿斜面向下的分力增大,而摩擦力沿斜面向下的分力减小。由于小球受到的合外力大小在不断变化,所以小球的运动轨迹为曲线。
根据动能定理,小球的动能随角度 θ 的变化关系为:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} = mgh - \mu mg\cos\theta\frac{h}{\sin\theta} = mgh(1 - \mu\cot\theta)
其中 h 为小球上升的高度。当 μ = 0 时,小球做匀速直线运动;当 μ > 0 时,小球做曲线运动。
因此,这个例题展示了小球在斜面上做曲线运动的情况,并分析了动能随角度 θ 的变化关系。
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