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C.匀减速直线运动 D.类平抛运动
解析:物体做匀速直线运动,物体所受几个力的合力为零,当去掉一个力时,其余几个力的合力与撤去的力大小相等,方向相反.若此时再明确物体做匀速直线运动的速度与撤去一个力的合力的方向关系,就可以确定物体的运动形式.
A答案不对.平衡的物体,撤去一个力后,物体所受合外力不为零.物体不能做匀速直线运动.
B答案正确.若撤去的外力与物体匀速运动的方向相反,则几个力的合力的方向与原物体运动方向相同,即合外力与速度在一直线上,故物体可能做匀加速直线运动.
C答案正确.同B所述,若撤去的外力与物体匀速运动的方向相同,则合外力与速度在一直线上,且方向相反.故物体做匀减速直线运动.
D答案正确.若撤去的外力与物体匀速运动的方向垂直,且撤去的外力为恒力,物体将做类平抛运动.
例4 物体作曲线运动时 ( )
A.其速度方向一定发生变化 B.其加速度一定不为零.(04教育资源网,转载请注明)
C.其加速度方向一定发生变化 D.其加速度大小一定发生变化
分析与小结 (1)物体做曲线运动时其轨迹是曲线,因物体在某一点的速度方向在这一点的切线上,而曲线的切线是变化的,可知物体速度的方向也是变化的,所以曲线运动一定是变速运动,做曲线运动的物体的加速度一定不为零,所受的合外力一定不为零,且与速度方向不在同一直线上.
(2)加速度的情况如何,就要看物体受到的合外力.如果合外力恒定,物体做匀变速曲线运动(如平抛),如果合外力大小恒定,方向变化,其加速度也是大小恒定、方向变化(如匀速圆周运动),如果合外力大小、方向都发生变化,加速度也发生相应的变化(如物体沿圆弧作往复运动).
不难判断,本例正确选项为A、B.
【难题巧解点拨】
例5 如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下,物体以后的运动情况将沿 运动.
解析:物体做曲线运动的速度方向即为轨迹上某点的切线方向.一般曲线运动可以将曲线等效成小的圆弧组成.所以曲线运动中必定受到向心的力,即恒力F有指向圆心的分量.
如下图,物体在A点时的速度υA沿A点的切线方向,物体在恒力F作用下沿曲线AB运动,此力必有垂直于υA分量,即F力只可能为图1-6中所示的各种方向之一;当物体达到B点时,瞬时速度υB沿B点切线方向,这时受F′=-F,即F′只可能为图中所示的方向之一;可知物体以后只有可能沿曲线BC运动.
图 `1-6
例6 一个物体在相互垂直的恒力F1和F2作用下,由静止开始运动,经过一段时间后,突然撤去F2,则物体的运动情况将是( )
A.物体做匀变速曲线运动
B.物体做变加速曲线运动
C.物体做匀速直线运动
D.物体沿F1的方向做匀加速直线运动
分析 物体在相互垂直的恒力F1和F2的作用下,由静止开始运动,由s= at= t2,位移的方向一定与F1、F2的合力方向一致,做匀加速直线运动,经过一段时间后,由v= t,其速度方向与F合的方向一致,撤去F2后,F1与v不在同一直线上,故物体必做曲线运动,由于F1恒定,由a=F1/m,a也恒定,应为匀变速曲线运动,选项A正确.
小结 如何确定物体的运动性质?对于质量一定的物体,我们应抓住初速度与合外力两个关键因素,看一个物体的运动轨迹是曲线还是直线,就是要看其速度方向与合外力的方向是否在同一直线上,当运动物体所受的合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
判断物体是否作匀变速运动,就是看其合外力是否恒定,在直线运动中,速度方向与合外力方向是相同还是相反,是确定加速与减速的依据.
例7 如图所示,质点通过位置P时的速度,加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的图是( )
分析 上图所示的运动轨迹均为曲线,作曲线运动的物体其速度方向应在该点轨迹的切线方向上,由此排除了C.
如以P点为起点,v为下一段运动的初速度,若a=0,物体由于惯性将沿v方向作匀速直线运动,若v=0,a≠0,物体将沿a的方向作加速直线运动,如a、v均不为零,其轨迹一定在a与v的延长线之间的区间内,由此又排除了A,可能正确的图是B、D.
小结 分别令a、v0为零可以确定物体运动轨迹的可能区间,假若a恒定物体作匀变速曲线运动,沿a的方向分速度vy,随着时间的延长,vy不断增大,而v0不变,轨迹上各点的速度v与加速度方向的夹角逐渐减小,所以,其运动轨迹将沿a的方向发生弯曲.
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