以下是一份关于必修四曲线运动及其相关例题的讲解:
曲线运动是一种常见的运动现象,物体运动的速度方向在不断地变化,需要借助速度和位移等物理量来描述。在曲线运动中,物体运动的路程可能增加,也可能减少,但是物体运动的路程永远不会大于或等于最大路程。
例题:一个物体从A点出发,沿曲线运动到B点,已知A、B两点间的距离为L,物体在A点的速度为vA,求物体到达B点的速度大小。
解题思路:物体从A点到B点做曲线运动,由于速度方向发生了变化,因此需要借助加速度和力的作用来解释速度的变化。根据曲线运动的性质,物体受到的合外力指向曲线的内侧,因此物体做减速运动。根据速度的合成法则,物体到达B点的速度大小为vB=√(vA^2+2aL),其中a为物体受到的合外力的大小。
总结:曲线运动是一种常见的运动现象,需要借助速度、位移等物理量来描述。在解题过程中,需要注意物体受到的合外力指向曲线的内侧,并且根据加速度和力的作用来解释速度的变化。
希望上述讲解能帮助你理解必修四曲线运动的相关知识。
必修四曲线运动相关例题:
一、选择题:
1. 曲线运动的速度方向是( )
A. 曲线运动的轨迹是曲线
B. 质点在某一点的速度方向是在这一点的切线方向
C. 在曲线运动中,质点速度的方向保持不变
D. 在曲线运动中,质点速度的方向时刻在变
2. 曲线运动一定是( )
A. 变速运动 B. 匀变速运动 C. 匀加速运动 D. 匀速圆周运动
二、填空题:
3. 曲线运动的速度方向是沿着轨迹的切线方向,那么曲线运动的加速度可以指向某一方向,那么曲线运动一定是变加速运动。
三、解答题:
4. 为什么抛体运动一定是匀变速运动?请给出证明。
答案:
一、1.B 2.A
二、速度是矢量,既有大小又有方向,如果加速度也是矢量,那么就有加速度和速度一起合成,所以曲线运动一定是变速运动。加速度可以指向某一方向,那么加速度的方向在时刻变化,所以曲线运动一定是变加速运动。
三、抛体运动只受重力作用,重力加速度恒定不变,所以抛体运动一定是匀变速运动。这个结论可以通过牛顿第二定律和运动学公式得到。
必修四曲线运动和相关例题常见问题包括:
1. 什么是曲线运动?物体运动轨迹是什么?
答:当物体受到的合外力和它速度方向不在一条直线上,物体就做曲线运动。通常,曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,且在任意一点的速度方向都是该点轨迹切线方向。
2. 曲线运动中加速度的方向是什么?
答:曲线运动中加速度的方向与合力的方向相同,即指向曲线运动速度变化的方向。
3. 常见的曲线运动有哪些?
答:抛体运动和圆周运动是最常见的曲线运动。
4. 如何判断物体做曲线运动的性质?
答:可以通过物体的受力情况来判断物体做曲线运动的性质。如果物体受到的合外力和它速度方向不在一条直线上,那么物体就做曲线运动。
5. 如何求解曲线运动的加速度?
答:可以根据牛顿第二定律求解曲线运动的加速度。加速度的方向与合力的方向相同,大小由加速度公式确定。
6. 如何求解曲线运动的初速度?
答:可以根据物体在曲线运动开始时的位置和速度方向来确定初速度。初速度是物体在初始时刻的速度。
7. 如何求解曲线运动中某点的速度大小和方向?
答:可以根据该点曲线的切线方向来确定速度大小,而速度方向则由该点曲线的切线方向决定。
以下是一个关于曲线运动的例题:
质量为2kg的物体从距地面高为1m的空中由静止开始下落,它受到的阻力为0.2N,求物体下落的加速度和落地的速度。
分析:物体下落时受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律可以求得加速度大小,再根据运动学公式可以求得落地速度。
解:根据牛顿第二定律得,物体的加速度为:$a = \frac{mg - f}{m} = \frac{2 \times 10 - 0.2}{2}m/s^{2} = 9.8m/s^{2}$;
根据$v^{2} = 2ax$得落地时的速度为:$v = \sqrt{2ax} = \sqrt{2 \times 9.8 \times 1}m/s = 3m/s$。
答:物体下落的加速度为$9.8m/s^{2}$,落地时的速度为$3m/s$。
