第1讲 曲线运动 运动的合成与分解
一、曲线运动
1.速度的方向:质点在某一点的速度方向沿曲线上这一点的切线方向。
2.运动性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。
3.曲线运动的条件
(1)运动学角度:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上。
(2)动力学角度:物体的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上。
二、运动的合成与分解
1.分运动和合运动
一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动都是分运动,物体的实际运动就是合运动。
2.运动的合成
已知分运动求合运动,叫做运动的合成。
(1)同一条直线上的两分运动的合成:同向相加,反向相减。
(2)不在同一条直线上的两分运动合成时,遵循平行四边形定则。
3.运动的分解
已知合运动求分运动,叫做运动的分解。
(1)运动的分解是运动的合成的逆过程。
(2)分解方法:根据运动的实际效果分解或正交分解。
(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。)
1.曲线运动一定是变速运动。(√)
2.做曲线运动的物体受到的合外力一定是变化的。(×)
3.做曲线运动的物体所受的合外力的方向一定指向轨迹的凹侧。(√)
4.只要两分运动是直线运动,合运动一定是直线运动。(×)
5.两分运动的时间一定与它们合运动的时间相等。(√)
6.合速度一定比分速度大。(×)
1.(曲线运动的性质)做曲线运动的物体( )
A.速度一定改变 B.动能一定改变
C.加速度一定改变 D.机械能一定改变
解析 物体做曲线运动时速度的方向一定变化,速度的大小不一定变化,A项正确;而动能是标量,大小与速度的平方成正比,与速度的方向无关,B项错误;若物体运动中所受合外力是恒力,则加速度不变,如平抛运动,C项错误;除重力外若物体不受其他外力或其他外力不做功,则其机械能不变,D项错误。
答案 A
2.(曲线运动的条件)若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,可能的运动轨迹是( )
解析 物体做曲线运动时,轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一侧,但速度方向只能无限接近合力方向,而不可能与合力方向平行或相交,故只有C项正确。
答案 C
3.(运动的合成与分解)帆船船头指向正东以速度v(静水中速度)航行,海面正刮着南风,风速为v,以海岸为参考系,不计阻力。关于帆船的实际航行方向和速度大小,下列说法中正确的是( )
A.帆船沿北偏东30°方向航行,速度大小为2v
B.帆船沿东偏北60°方向航行,速度大小为v
C.帆船沿东偏北30°方向航行,速度大小为2v
D.帆船沿东偏南60°方向航行,速度大小为v
解析 由于帆船的船头指向正东,并以相对静水中的速度v航行,南风以v的风速向北吹来,当以海岸为参考系时,实际速度v实==2v,设帆船实际航行方向与正北方向夹角为α,则sinα==,α=30°,即帆船沿北偏东30°方向航行,A项正确。
答案 A