曲线运动专题复习 联系客服

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针对练习2 如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知( )

A.物体A做匀速运动 B. 物体A做加速运动

C.物体A所受摩擦力逐渐增大 D.物体A所受摩擦力逐渐减小 【参考答案:1.

2vB 提示:题中要求车过B点时物体的速度,物体速度的大小等于2车过B点时绳速的大小,设此时绳速为v。车由A到B的过程,原来竖直的绳要倾斜,在B点绳的长度变为2H,所以绳参与了两个分运动,分速度分别为v1和v,其合速度是车速

vB,如图2所示,v?vBcos45??2vB。2.BD 提示:设物体B下降的速度大小为v,2物体A实际运动的速度为合速度,该合速度可以分解为沿绳子方向的分速度v1和垂直绳长方向的分速度v2,其中v1=v,如上图所示,根据几何关系,可得vA=v/cosθ,当B匀速下降,A水平向左运动,θ增大,所以vA增大,即物体A做加速运动,选项B正确;当B匀速下降时,绳子上的张力T=GB恒定不变,再选取A为研究对象,根据竖直方向上平衡,可得地面对物体A的支持力N=GA-Tsinθ=GA-GBsinθ,所以物体A所受摩擦力f=μN=μ(GA-GBsinθ),可见,θ增大时,f减小,选项C错误,D正确。】

2.“杆+物”模型 一般情况下,分运动表现在:①沿杆方向的运动;②垂直于杆方向的旋转运动处理这类问题,要牢记在杆上各点沿杆的方向上的速度相等。

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例4 如图甲所示,一个长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动,当AB杆和墙的夹角为θ时,杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1,B端沿地面的速度大小为v2.则v1、v2的关系是( )

A.v1=v2 B.v1=v2cosθ C.v1=v2tanθ D.v1=v2sinθ

解析:设AB杆和墙的夹角为θ时杆上各点沿杆方向移动的速度为v0,A点的速度v1

可以分解为沿杆的分速度v0和垂直杆以B为转轴转动分速度v1′,如图乙(1),且v1 cosθ=v0;同理对v2分解如图乙(2),有v2sinθ=v0,可解得v1 = v2 tanθ

点评:对于杆的两端速度的分解,与绳端速度分解一样:即实际运动速度为合速度,两分速度的方向分别为沿杆方向和垂直杆的方向,另两端沿杆方向的分速度大小相等.

总结:处理牵连问题的思路:①选取合适的连结点(该点必须能明显地体现出参与了某个分运动);②确定该点合速度方向(通常以物体的实际速度为合速度)且速度方向始终不变;③确定该点合速度(实际速度)的实际运动效果从而依据平行四边形定则确定分速度方向;④作出速度分解的示意图,寻找速度关系.

【例题】如图所示,在高为H的光滑平台上有一物体.用绳子跨过定滑轮C,由地面上的人以均匀的速度v0向右拉动,不计人的高度,若人从地面上平台的边缘A处向右行走距离s到达B处,这时物体速度多大?物体水平移动了多少距离?

★解析:人的实际运动为合运动,将此合运动分解在沿绳方向和垂直于绳的方向。 [全解]设人运动到B点时,绳与地面的夹角为θ。人的运动在绳的方向上的分运动的速度为:v0cos?。物体的运动速度与沿绳方向的运动速度相同,所以物体的运动速度为

v?v0cos??

v0ss?h22。

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物体移动的距离等于滑轮右端绳子伸长的长度,

d?scos??h?s2?h2?h。

答案:v?v0ss2?h2,d?s2?h2?h

[小结]分清合运动是关键,合运动的重要特征是,合运动都是实际的运动,此题中,人向前的运动是实际的运动,是合运动;该运动分解在沿绳的方向和垂直于绳的方向,这两个运动的物理意义是明确的,从滑轮所在的位置来看,沿绳的方向的运动是绳伸长的运动,垂直于绳的方向的运动是绳绕滑轮的转动,人同时参与了这两个运动,其实际的运动(合运动)即是水平方向的运动

【例题】如图所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v时,小车的速度为多少?

★解析:方法一:虚拟重物M在Δt时间内从A移过Δh到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C.

?OBA?若Δt很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,

亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ

'因为??1(180???)?90?. 2?S2?hcos????cos? ?t?t所以v′=v·cosθ

方法二:重物M的速度v的方向是合运动的速度方向,这个v产生两个效果:一是使绳

的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ.

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【例题】一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,如图所示,设汽车和重物的速度的大小分别为vA,vB,则( BD )

A、vA?vB B、vA?vB C、vA?vB D、重物B的速度逐渐增大 【例题】如图所示,一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个直角形光滑槽中,已知当轻杆与槽左壁成α角时,A球沿槽下滑的速度为VA,求此时B球的速度VB?

★解析:A球以VA的速度沿斜槽滑下时,可分解为:一个使杆压缩的分运动,设其速度为VA1;一个使杆绕B点转动的分运动,设其速度为VA2。而B球沿斜槽上滑的运动为合运动,设其速度为VB,可分解为:一个使杆伸长的分运动,设其速度为VB1,VB1=VA1;一个使杆摆动的分运动设其速度为VB2;

由图可知:VB1?VBsin??VA1?VAcos?

VB?VA?cot?一、

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