- 曲线运动受力恒定
曲线运动受力恒定的有:
1. 匀速圆周运动:物体沿着圆周运动,并且线速度的方向保持不变。
2. 平抛运动:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,如果物体仅受重力的作用,这样的运动叫做平抛运动。
以上仅是部分例子,实际上,所有不受其他外力或所受外力合力为零的运动,如匀速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动等都是受力恒定的曲线运动。
相关例题:
题目:一个物体在一条直线上做曲线运动,受到一个恒定的外力作用。假设该物体在t=0时刻开始运动,初速度为v0,初方向与直线方向一致。在接下来的时间间隔dt内,物体受到的合外力大小为F,方向不变。求物体在时刻t的速度v(t)。
解答:
物体在时刻t的速度可以表示为v(t) = v0 + F t / m,其中m是物体的质量。这个公式是基于牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律得出的。
在这个问题中,物体受到的合外力大小恒定,方向不变,所以物体的加速度也恒定。物体在时刻t的速度可以表示为v(t) = v0 + at,其中a是加速度。由于物体受到的合外力大小为F,所以加速度a = F / m。将这个加速度代入到前面的公式中,得到v(t) = v0 + F t / m = v0 + F (t - v0 t) / m = v0 + F dt / m。由于物体在dt时间内做的是匀加速运动,所以这个公式可以化简为v(t) = v0 + v0 dt + F dt / m = v0 (1 + dt) + F dt / m。
当物体运动到时刻t时,物体的速度v(t)应该等于初速度v0加上在dt时间内物体运动的距离乘以物体的速度变化率。这个距离可以通过积分得到,即∫(dt),积分区间从0到t。由于物体做的是曲线运动,所以这个距离并不是简单的直线距离,而是曲线长度的一部分。因此,物体在时刻t的速度v(t)应该等于初速度v0加上曲线长度的一部分。
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