以下是一份关于必修二曲线运动的例题:
例题:
一架飞机水平匀速直线飞行,从飞机上每隔1s释放一个物体,先后释放5个物体,无风时观察到的所有物体都做平抛运动,在空中排列成什么形状?释放物体后,水平地面上的人观察到的这三个物体有什么关系?
【分析】
(1)物体做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,所以物体在空中排列成一条直线。
(2)释放的三个物体都做平抛运动,它们在水平方向上运动情况相同,所以它们之间的距离不变。
【解答】
在空中排列成一条直线;释放物体后,水平地面上的人观察到的这三个物体在水平方向上距离不变。
这道题目主要考察了平抛运动的基本规律。对于平抛运动,我们可以将其分解为在水平方向上的匀速直线运动和在竖直方向上的自由落体运动。题目中提到的从飞机上每隔1s释放一个物体,就相当于在竖直方向上等时间间隔地释放物体,所以这些物体会在空中排列成一条直线。而在水平地面上的人观察到这三个物体在水平方向上距离不变,是因为它们在水平方向上都是匀速直线运动。
相关曲线运动的其他题目可能会考察到其他类型的曲线运动,例如圆周运动。对于圆周运动,需要掌握向心力的概念,理解向心力与线速度、角速度、周期之间的关系,以及如何根据受力情况或运动情况求向心力。此外,也可能考察到一些更复杂的曲线运动问题,例如多体问题,需要用到一些微积分的知识来求解。
【例题】某物体做曲线运动,运动过程中在相等的时间内,物体通过的路程依次为s_{1}、s_{2}、s_{3},且s_{1}:s_{2}:s_{3} = 3:5:7,则物体运动的可能是( )
A.匀速圆周运动
B.平抛运动
C.匀速直线运动
D.匀变速直线运动
【解析】物体做曲线运动时,在相等的时间内物体通过的路程依次为s_{1}、s_{2}、s_{3},且s_{1}:s_{2}:s_{3} = 3:5:7,说明物体在相等时间内速度的变化量不同,说明物体做变速运动,且速度方向在变化,故物体做曲线运动。
【答案】B。
【例题延伸】曲线运动的速度方向是时刻变化的,故曲线运动一定是变速运动。物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上。
【例题拓展】平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。因此,平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
【例题再拓展】匀速圆周运动是匀速率圆周运动的简称。匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动。同时,匀速圆周运动的加速度大小不变,方向始终指向圆心,故匀速圆周运动是变加速曲线运动。
必修二曲线运动题是高中物理学习的重点之一,涉及多个知识点和常见问题。以下是一些常见的曲线运动题和相关例题:
一、曲线运动的基本概念
1. 曲线运动:物体运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动。
2. 速度的方向:曲线运动中速度的方向是轨迹的切线方向。
3. 加速度:曲线运动中物体受到的合外力(合外力不为零)指向曲线的内侧(曲线的内侧指向合力的方向)。
二、常见问题
1. 曲线运动的条件是什么?
答:物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力不为零,且合外力的方向与速度方向不在同一直线上。
2. 曲线运动中加速度的方向是什么?
答:加速度的方向指向曲线的内侧。
3. 曲线运动的速度大小和方向如何变化?
答:速度大小可能变化也可能不变,取决于物体是否受恒力作用。如果物体受恒力作用,则速度大小不变;如果物体受变力作用,则速度大小可能变化。速度方向不断变化。
三、例题
例题1:一个物体在水平面上以一定的速度做匀速直线运动,突然停止后,物体开始在水平面上做曲线运动。请分析物体做曲线运动的条件和加速度的方向。
解答:物体做曲线运动的条件是合外力不为零且与速度方向不在同一直线上。在水平面上,物体受到摩擦力作用,方向指向曲线的内侧。加速度的方向也指向曲线的内侧。
例题2:一个物体在斜面上以一定的初速度向上运动,然后沿斜面下滑,请分析物体在两个阶段中的运动性质和加速度的方向。
解答:在向上运动的阶段,物体受到重力、支持力和摩擦力作用,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,所以物体做加速曲线运动,加速度的方向指向曲线的内侧。在下滑阶段,物体受到重力、支持力和摩擦力作用,由于重力沿斜面向下的分力小于摩擦力,所以物体做减速直线运动,加速度的方向与摩擦力方向相同。
通过以上例题的分析,我们可以更好地理解曲线运动的基本概念和常见问题,为解决实际问题打下基础。
