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变速曲线运动位移和相关例题

2025-12-03 08:13:00信息公告916

变速曲线运动是指速度大小和方向都在变化的运动。在这种运动中,物体需要受到不为零的合外力作用。这是因为曲线运动的轨迹是曲线,所以速度的方向必定是改变的,即速度的大小必定在变化。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

对于变速曲线运动,位移也是一个重要的概念。位移是指从初位置到末位置的有向线段,可以用来描述物体位置变化的物理量。在变速曲线运动中,物体的位移不仅与时间有关,还与运动的路程有关。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

下面是一个关于变速曲线运动的例题:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

题目:一个物体在恒力作用下做曲线运动,经过一段时间,速度方向由朝东变为朝北,那么在整个过程中,该物体的:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

A. 路程一定增大 3Cv物理好资源网(原物理ok网)

B. 合外力一定减小3Cv物理好资源网(原物理ok网)

C. 动量一定变化 3Cv物理好资源网(原物理ok网)

D. 动能一定变化3Cv物理好资源网(原物理ok网)

解析:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

物体做曲线运动,说明该物体的速度方向不断变化,所以该物体的加速度不为零,即合外力不为零。由于物体做的是匀变速曲线运动,所以合外力恒定不变。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

由题意可知,速度方向由朝东变为朝北,说明速度方向变化了90度。由于速度大小也在变化(由小变大或由大变小),所以该物体的速度大小也在变化。因此,该物体的动能一定变化。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

由于合外力恒定不变,所以该物体的加速度恒定不变。因此,该物体的路程不一定增大(如匀速圆周运动)。但是,由于物体一直在运动,所以该物体的路程一定不为零。因此选项A不正确。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

由于物体做的是匀变速曲线运动,所以合外力恒定不变,动量也一定变化。因此选项C正确。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,本题的答案是C和D。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

变速曲线运动是指速度大小和方向都在变化的运动。在这种运动中,物体可能沿着某个曲线运动,速度的方向不断变化,导致物体在运动过程中受到的合外力不为零,且合外力与速度方向不共线。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

位移是描述物体位置变化的物理量,可以用起点和终点的直线距离来表示。在变速曲线运动中,物体在运动过程中,速度方向不断变化,导致位移的方向也随之变化,因此位移并不是一个恒定的值。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

以下是一个关于变速曲线运动的例题:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

某物体做变速曲线运动,已知它在前5秒内的位移为25米,求它在前3秒内的平均速度。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

解:由于物体做变速曲线运动,因此位移并不是恒定的值。根据题意,物体在前3秒内的位移为x = 25米,因此平均速度v = x/t = 25/3 m/s。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,由于物体在运动过程中受到的合外力与速度方向不共线,因此该物体在运动过程中可能会受到其他因素的影响,如空气阻力等。这些因素可能会改变物体的运动轨迹和速度大小,因此在实际应用中需要考虑到这些因素对物体运动的影响。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

变速曲线运动是指速度大小和方向都在变化的运动。在变速曲线运动中,物体受到的合外力可能为恒力,也可能为变力。根据牛顿第二定律,物体受到的合外力会产生加速度,因此变速曲线运动中物体的运动轨迹是曲线。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

变速曲线运动的位移可以用以下公式来计算:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

位移 = 初位置到末位置的向量,可以用直角坐标系或极坐标系来表示。在直角坐标系中,位移可以用x、y坐标的变化量来表示,而在极坐标系中,位移可以用r(极径)来表示。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

在解决变速曲线运动的问题时,需要注意以下几点:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

1. 速度的变化会导致物体位置的变化,因此需要时刻关注物体的位置。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

2. 变速曲线运动中,物体受到的合外力可能改变物体的运动轨迹,也可能改变物体的运动速度和方向。因此需要分析物体的受力情况,并根据牛顿第二定律求解物体的加速度和速度。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

3. 在解决变速曲线运动问题时,需要使用微积分等数学工具来求解物体的运动轨迹和位移等参数。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

以下是一个常见的变速曲线运动问题示例:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

一个物体在光滑的水平面上做变速曲线运动,已知初速度为v0,方向沿x轴正方向。物体受到的合外力大小恒定为F,方向沿y轴正方向。求物体在t时刻的速度和位移。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

解:根据牛顿第二定律,物体受到的合外力F产生的加速度为a = F/m,其中m为物体的质量。因此物体在t时刻的速度可以用微积分来求解。设物体在t时刻的速度为v(t),则有:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

dv(t)/dt = F/m3Cv物理好资源网(原物理ok网)

解得:v(t) = v0 + Ft/m3Cv物理好资源网(原物理ok网)

位移可以用位移公式来求解:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

x = x0 + v0t + (1/2)at^23Cv物理好资源网(原物理ok网)

其中x0为初位置的坐标。由于物体在光滑的水平面上运动,因此摩擦力为零。因此可以将物体的运动分解为沿x轴的正向运动和沿y轴的正向运动。设物体在t时刻在x轴上的位移为x(t),则有:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

dx(t)/dt = v(t)cosθ3Cv物理好资源网(原物理ok网)

其中θ为物体在t时刻的速度与x轴的夹角。因此物体在t时刻在y轴上的位移为y(t) = v(t)sinθ - at,其中a为物体受到的合外力的大小。将这两个位移相加得到物体的总位移:3Cv物理好资源网(原物理ok网)

x(t) + y(t) = x0 + v0t + (1/2)at^2 + v(t)cosθ + v(t)sinθ - at = x0 + v0t + (v(t)cosθ - v(t)sinθ) + (1/2)a(t^2 - t^2) = x0 + (v(t)cosθ - v(t)sinθ) + (1/2)(a - g)(t^2 - t^2)3Cv物理好资源网(原物理ok网)

其中g为重力加速度的大小。由于物体在光滑的水平面上运动,因此a - g = 0。因此物体在t时刻的总位移为:x(t) = x0 + (v(t)cosθ - v(t)sinθ)。综上所述,物体在t时刻的速度为v(t) = v0 + Ft/m,位移为x(t) = x0 + (v(t)cosθ - v(t)sinθ)。3Cv物理好资源网(原物理ok网)

以上就是变速曲线运动的基本概念和相关例题的常见问题。在学习和解决这些问题时,需要掌握好牛顿第二定律、微积分等数学工具和方法,并注意结合实际情况进行分析和求解。3Cv物理好资源网(原物理ok网)