曲线运动专题复习

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考点一、曲线运动

1、定义:运动轨迹为曲线的运动。 2、物体做曲线运动的方向:

做曲线运动的物体,速度方向始终在轨迹的切线方向上,即某一点的瞬时速度的方向,就是通过该点的曲线的切线方向。 3、曲线运动的性质

由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。

由于曲线运动速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的加速度必不为零,所受到的合外力必不为零。 4、物体做曲线运动的条件 (1)物体做一般曲线运动的条件

物体所受合外力(加速度)的方向与物体的速度方向不在一条直线上。 (2)物体做平抛运动的条件

物体只受重力,初速度方向为水平方向。

可推广为物体做类平抛运动的条件:物体受到的恒力方向与物体的初速度方向垂直。 (3)物体做匀速圆周运动的条件

物体受到的合外力大小不变,方向始终垂直于物体的速度方向,且合外力方向始终在同一个平面内

(即在物体圆周运动的轨道平面内)

(4)任何做曲线运动的物体所受的合外力,一定指向曲线凹的一侧。 (5)轨迹、速度方向和合力的位置关系。 5、分类

⑴匀变速曲线运动:物体在恒力作用下所做的曲线运动,如平抛运动。

⑵非匀变速曲线运动:物体在变力(大小变、方向变或两者均变)作用下所做的曲线运动,如圆周运动。

类型题: 曲线运动的条件 【例题】如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时,突然使它所受力反向,大小不变,即由F变为-F。在此力的作用下,物体以后的运动情况,下列说法不正确的是(C )

a B A b c

A.物体不可能沿曲线Ba运动 B.物体不可能沿直线Bb运动 C.物体不可能沿曲线Bc运动 D.物体不可能沿原曲线由B返回A

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【例题】质量为m的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F1时,物体不可能做的运动形式是( D )

A.匀加速直线运动; B.匀减速直线运动;

C.匀变速曲线运动; D.变加速(特指加速度改变的运动)曲线运动。

【例题】我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力,终于在2007年10月24日晚6点05分发射升空。如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力的方向可能的是( )

【例题】质点仅在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,在A点时速度的方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿( D )

A.x轴正方向 B.x轴负方向 C.y轴正方向 D.y轴负方向

【例题】(双选)一个物体以初速度vo从A点开始在光滑的水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图中的实线所示,B为轨迹上的一点,虚线是经过A、B两点并与轨迹相切的直线。虚线和实线将水平面分成五个区域,则关于施力物体的位置,下列各种说法中正确的是 ( A C )

② ① v0 A ⑤ ④ B ③

A.如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域中 B.如果这个力是引力,则施力物体可能在③区域中 C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域中 D. 如果这个力是斥力,则施力物体可能在⑤区域中

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■考点二、运动的合成与分解

1、运动的合成:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。

运动合成重点是判断合运动和分运动;一般地,物体的实际运动就是合运动。

2、运动的分解:求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果”分解,或正交分解。

3、合运动与分运动的关系:

⑴运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存); ⑵等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等

⑶独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,物体在任何一个方向的运动,都按其本身的规律进行,不会因为其它方向的运动是否存在而受到影响。

⑷运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则) 5、合运动的性质和轨迹的判定

1.物体运动的性质由加速度决定,常见的类型有 (1)a=0:匀速直线运动或静止.

(2)a恒定:性质为匀变速运动,分为: ①v、a同向,匀加速直线运动; ②v、a反向,匀减速直线运动;

③v、a成一角度,匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间,和速度v的方向相切,方向逐渐向a的方向接近,但不可能达到).

(3)a变化:性质为变加速运动.如简谐运动,加速度大小、方向都随时间变化. 2.物体的运动轨迹由物体的速度和加速度的方向关系决定,如图. (1)速度与加速度共线时,物体做直线运动. (2)速度与加速度不共线时,物体做曲线运动.

3、不在同一直线上的两分运动的合成.

(1)若两分运动为匀速运动,其合运动一定是匀速运动.

(2)若两分运动为初速度为零的匀变速直线运动,其合运动一定是初速度为零的匀变速直线运动.

(3)若两分运动中,一个做匀速运动,另一个做匀变速直线运动,其合运动一定是匀变速曲线运动(如平抛运动).

(4)若两分运动均为初速度不为零的匀加(减)速直线运动,其合运动不一定是匀加(减)速直线运动,如图甲、图乙所示.图甲情形为匀变速曲线运动;图乙情形为匀变速直线运动(匀减速

va情形图未画出),此时有1?1.

v2a2

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类型题: 如何判断曲线运动的性质 曲线运动一定是变速运动,但不一定是匀变速运动。可以根据做曲线运动物体的受力情况(或加速度情况)进行判断。若受到恒力(其加速度不变),则为匀变速运动,若受到的不是恒力(其加速度变化),则为非匀变速运动。

例如:平抛运动是匀变速运动,其加速度恒为g;而匀速圆周运动是非匀变速运动,其加速度虽然大小不变,但方向是时刻变化的。

【例题】关于运动的性质,下列说法中正确的是( A ) A.曲线运动一定是变速运动 B.曲线运动一定是变加速运动 C.圆周运动一定是匀变速运动 D.变力作用下的物体一定做曲线运动

【例题】物体做曲线运动时,其加速度( AD )

A.一定不等于零 B.一定不变 C.一定改变 D.可能不变

【例题】一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( B ) A.速度一定不断地改变,加速度也一定不断地改变 B.速度一定不断地改变,加速度可以不变 C.速度可以不变,加速度一定不断地改变 D.速度可以不变,加速度也可以不变

类型题: 运用运动的独立性解题 【例题】如图所示,斜面固定,一个劈形物体abc各面均光滑,上面成水平,水平面上放一光滑小球m,现使劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(斜面足够长)( )

ac

4

b

A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线

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