第1节 曲线运动 运动的合成与分解
知识点一| 曲线运动
1.速度的方向
质点在某一点的速度方向,为沿曲线在这一点的切线方向。
2.运动的性质
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)曲线运动一定是变速运动。 (√)
(2)曲线运动的速度大小可能不变。 (√)
(3)曲线运动的加速度可以为零。 (×)
考法1 曲线运动的特点
1.(多选)(2019·广州模拟)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是 ( )
A.它所受的合外力一定不为零
B.它所受的合外力一定是变力
C.其速度可以保持不变
D.其动能可以保持不变
AD [物体做曲线运动,其速度方向一定改变,故物体的加速度一定不为零,合外力也一定不为零,合外力若与速度始终垂直,动能可以保持不变,故选项A、D正确,B、C错误。]
2.(多选)关于曲线运动的加速度方向,下列说法正确的是( )
A.曲线运动的加速度方向沿曲线的切线方向
B.曲线运动的加速度方向一定与速度方向垂直
C.曲线运动的加速度方向不可能与速度方向在同一条直线上
D.曲线运动的加速度方向一定与合外力方向相同
CD [加速度与合外力是瞬时对应的,而曲线运动的合外力与速度方向不在一条直线上,所以曲线运动的加速度不可能沿曲线的切线方向。曲线运动的加速度有切向分量时,可改变速度的大小,如变速圆周运动。]
考法2 曲线运动的轨迹与速度、加速度(合外力)关系
3.(2019·青岛模拟)质点做曲线运动,从A到B速率逐渐减小,如图所示,有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向,其中正确的是( )
A B C D
A [由于质点的速率逐渐减小,则加速度方向与速度方向夹角大于90°;因为曲线运动中,加速度指向轨迹的“凹侧”,可知A正确,B、C、D错误。]
[考法指导] 合力、速度、轨迹之间的关系
做曲线运动的物体,其速度方向与运动轨迹相切,所受的合力方向与速度方向不在同一条直线上,合力改变物体的运动状态,据此可以判断:
(1)已知运动轨迹,可以判断合力的大致方向在轨迹的包围区间(凹侧),如图所示。
(2)运动轨迹在速度方向与合力方向所夹的区间,根据受力方向和速度方向可以判断轨迹的大致弯曲方向。
(3)根据合力方向与速度方向的夹角,可以判断物体的速率变化情况。夹角为锐角时,速率变大;夹角为钝角时,速率变小;合力方向与速度方向垂直时,速率不变。
知识点二| 运动的合成与分解
1.遵循的法则
位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
2.合运动与分运动的关系
合运动与分运动是等效替代关系,且具有等时性和独立性。