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變加速曲線運動的定義是什么一定是曲線運動嗎
“變加速運動”是相對于“勻變速運動”而言的。 我們把加速度(或合外力)恒定的運動稱為“勻加速運動”,把加速度(大小或方向或兩者同時)變化的運動稱為“變加速運動”。下面是百分網小編給大家整理的變加速曲線運動的定義簡介,希望能幫到大家!
變加速曲線運動的定義
變加速運動指的是加速度的大小、方向至少有一個發生改變的運動。
變加速曲線運動的軌跡
可以是直線,也可以是曲線;從牛頓第二定律的角度來分析,即物體所受的合外力是變化的。
關于變加速運動
勻加速曲線運動,例如如平拋,斜拋。
變加速曲線運動,例如勻速圓周運動。
勻加速曲線運動的加速度是不變的,且初速度方向與加速度不在同一條直線上。
變加速曲線運動的加速度是改變的,且初速度方向與加速度不在同一條直線上。
物體運動軌跡是曲線的運動,稱為“曲線運動”。當物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上,物體的運動就是曲線運動。
在曲線運動中:當力矢量與速度矢量間的夾角等于90°時,作用力僅改變物體速度的方向,不改變速度的大小:例如勻速圓周運動;當夾角小于90°時,作用力不僅改變物體運動速度的方向,并且增大速度的量值;當夾角大于90°時,同樣改變物體運動速度的方向,但是卻減小速度的量值。在曲線運動中物體運動到某一點時,物體所受的合外力可以分解為沿速度方向和垂直速度方向兩個分量,其中沿速度方向的分量改變速度的大小,垂直速度的分量改變速度的方向。
曲線運動中速度的方向時刻在變,因為是個矢量,既有大小,又有方向。不論速度的大小是否改變,只要速度的方向發生改變,就表示速度矢量發生變化,也就具有了加速度,所以曲線運動是變速運動。
加速度也可以分解為沿速度方向和垂直速度方向兩個分量,其中沿速度方向的分量描述速度大小變化的快慢,垂直速度方向的分量描述速度方向變化的快慢。常見的曲線運動有:平拋運動,斜拋運動,勻速圓周運動三種。
曲線運動的知識點
1.曲線運動
⑴物體作曲線運動的條件:①初速度和合外力不為零。②兩者不在一直線上。
⑵速度:①合外力的作用是改變速度(大小、方向)。②任一點的速度方向在該點曲線的切線方向上。③運動中速度不斷改變,是一種變速運動,如果合外力是恒定的,屬勻變速運動。
2.運動的合成和分解
⑴兩類基本運動:勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動是最常見的兩類基本運動;
⑵運動合成:①幾個同類運動的合運動仍是同類運動。②合速度或合加速度按力的合成方法求。③不同類運動的合運動可能是直線運動(V0與a在同一直線上),也可能是曲線運動(V0與a不在同一直線上)。
⑶運動分解:一個復雜的運動也可分解成幾個較簡單的分運動(一般用正交分解),各個分運動可獨立求解,其相互關系是它們具有等時性。
⑷船渡河和拖船問題:
①船渡河:它是船在靜水中的運動和水的運動的合運動,它是兩種勻速直線運動的合成,合運動也是勻速直線運動。船渡河的時間由河寬和船垂直河岸的分速度決定,與水的流速度無關,船渡河沿河岸的位移與渡河時間和水的流速有關。當船的靜水速度大于水的流速時,可以使它們的合速度方向垂直河岸,此時渡河最小位移等于河寬,當船的靜水速度小于水的流速時,無法使它們的合速度方向垂直河岸,此時要通過畫圓弧方法求解。
②岸上拖船:包括汽車通過滑輪提升重物問題,存在兩個不同的運動,一般岸上的運動是勻速直線運動,而比岸低的水中船的運動是一種變速運動,船在水中的速度是合速度(實際效果),連接繩的速度是船的分速度(它的大小等于岸上拉繩力的速度大小),船的移動距離要通過繩被拖過的長度計算。如果是河中的船(勻速)拖動岸上物體,則船速也是合速度。對于汽車通過滑輪提升重物,汽車速度也是合速度。
3.平拋運動
⑴性質:初速度與重力垂直,是勻變速運動,加速度=g。
⑵分運動:①水平方向X=V0t;豎直方向Y=gt2/2。②平拋運動的空中運動時間由h決定,水平位移由h和V0聯合決定。③運動過程各點的水平分速度都等于V0,豎直分速度Vt=gt,速度改變量gt。④各點機械能相等。
4.勻速圓周運動
⑴意義:①速度大小不變,方向不斷改變。②加速度大小不變,方向時刻改變,是變加速運動。
⑵物理量:①線速度:V=S/t=2πR/T=Rω,其中S是通過的弧長,方向沿該點圓周的切線方向。
②角速度:ω=θ/t=2π/T,單位為rad/s。
③周期T和頻率f:T=1/f,在勻速圓周運動中,轉速n=f。
④向心加速度:a=V2/R=Rω2,方向始終指向圓心(不斷變化)。
⑤向心力:大小F=ma=mV2/r=mrω
2、其方向始終指向圓心(變力),是一種“效果力”,它是由其他力(單個或多個)提供的。
在勻速圓周運動中,角速度、周期、頻率是不變的,速度、向心加速度、向心力是變化的(大小不變,方向不斷改變)。
3、注意點:
①在皮帶傳動系統中,認為皮帶及其接觸處輪沿各點的線速度大小相等(不打滑),同一輪上各點角速度相等,線速度大小不一定相同。比較它們的V、ω或a時,要判斷它們哪些物理量大小是相同的。
②豎直面內的圓周運動是變加速運動,速度、加速度大小和方向不斷改變,只要求分析點和最低點的情況。點的情況要根據提供向心力的物體決定,例如細繩和輕棒,細繩只能承受拉力,點的最小速度為V=,而輕棒還可承受壓力,允許點的速度=0。
③當物體作勻速圓周運動時,如果它的向心力是由不在一條直線上的力提供的(如圓錐擺、火車轉彎等),要注意確定圓心的位置和沿半徑方向的合力。
④做勻速圓周運動的物體,當它所受的合外力突然消失或不足以提供所需的向心力時,說會做逐漸遠離圓心的離心運動,如果向心力突然消失,物體由于慣性就會沿切線飛去。
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