高考试卷试题复习专题一力和运动
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定额市鞍钢阳光实验学校专题一力和运动
[专题指导]
力学的中心问题是运动跟力的关系,历来是高考的热点和重点,高考对这部分知识要求掌握的程度很高,几乎达到了最高层次。
,这是因为这部分知识和能力最能反映一个考生的物理基本素养,它是一个考生日后在物理上可以造就的基础。
这一部分的内容,既可以考查基础知识,又可以考查学生对基本方法的掌握,例如模型的建立,研究对象的确定、研究过程的选取,化曲为直、等效代换的思维方法等,而且这些内容与生活实际联系紧密,特别容易与电学、磁学知识结合。
在有些年份的高考试卷中(如全国理综卷Ⅰ),在力学的考查上就几乎只考查了这一部分的知识,在的全国各试卷中,也都有近20分或更多分值的计算题出现,的情况是一部分省市有大分值计算题,很多省市是将这部分内容综合在电学、磁学的考题中。
运动是物体的属性,并不是由于力的作用而产生的,力不是物体运动的原因,而是使物体运动状态改变的原因。
一个物体将作什么样的运动?其状态将如何改变?应由两个因素来决定:一个就是其初速度,另一个就是其所受合外力。
在分析物体的运动性质时,这两者都应考虑,因为初速度告诉了我们物体的初始运动情况,而此时的力(引起加速度的原因)决定了这个物体运动的趋势,只有这两项结合起来,才能确知物体将是如何运动的。
如果中途物体受力发生突变(例物体受碰撞或所受的滑动摩擦力突变为静摩擦力等),则物体的运动状态就一定会发生改变,则应从突变处重新分析物体的运动情况。
也就是说只有在把一个物体的运动过程特别是其运动性质全面地了解了的情况下,才能进行下一步的工作——套用相应的物理规律解题。
就高中物理来说,电学、磁学问题其实质是在电学磁学背景下的力学问题。
一、关于力
1.力的概念
①物质性:不能离开物体而存在,如电场、磁场都是物质。
②相互性:有受力体必有施力体,施力体也是受力体,作用力反作用力同时存在,同时消失,同时变化。
③矢量性:力有大小和方向,其合成与分解遵守矢量法则。
2.力的作用效果:
①使物体发生形变(中学阶段只研究平衡时物体的形变)
②能改变物体的运动状态
3.力的分类:
①按力的性质分:如重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力等。
这些力是没有被分解或合成过的原始力,很容易通过相互作用的关系找出它们的施力物体,因而叫性质力。
②按力的作用效果分:如压力、支持力、张力、拉力、浮力、下滑力、牵引力、动力、阻力、向心力、回复力、冲力……。
这些力是根据作用的不同效果命名的,叫效果力。
它可以是某一性质的力单独提供的,更多的情况是某个性质力的分力或几个性质力的合力。
③按研究对象分:分为外力和内力,在受力分析时只分析外力。
④按力与力间的关系分:如共点力、共面力、平行力、平衡力、作用力与反作用力等。
对这些力,主要注意其间的关系,包括大小的关系,方向的关系、
研究对象的关系、作用效果的关系等。
4. 分析比较两个复杂的力:回复力和向心力
①意义:二者都是效果力。
向心力是物体在圆周运动时用以改变速度方向的力,从广义而言,任何曲线运动,垂直于速度方向的合力均可称为向心力,也叫法向力,它只改变速度的方向,不改变速度的大小。
回复力是使物体回到平衡位置的力,是物体沿振动方向的合力,它属于切向力,只能改变速度的大小。
②来源:向心力和回复力都可以是某一个力,也可以是几个力的合力或分
力,区别在于向心力是合力的切向分力,回复力是合力的法向分力。
其中,匀速圆周运动物体的向心力就是物体所受的合外力。
【例1】如图1-1所示木块a 放在粗糙平板b 上,共同在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,其向心加速度小于g ,在
运动过程中板b 保持水平,a 与b 不发生
相对滑直直径动。
P 、Q 与M 、N 分别为其轨道的竖与水平直径的端点,C 、D 为某一倾斜直径的
两个端点,试分析在运动中木块a 在M N 和P 、
Q 及C 、D 各点受力的情况:
[导学] 因a 与b 一起做匀速圆周运动,合外力
均指向圆心,我们的分析就以此为依据。
M 点和N 点:a 受三个力,其中静摩擦力充当向心力,均指向圆心,重力与
弹力平衡。
如图1-1示。
P 点和Q 点:a 只受重力和弹力,不受摩擦力。
在P 点重力大于弹力,合力
为向心力方向向下;在Q 点,重力小于弹力,合力为向心力向上,如图。
C 点和
D 点:a 受三个力,它们的合力沿CD 直径指向圆心。
C 点:G >N ,f
向左;D 点:N >G ,f 向右,见图1-1所示。
③方向:向心力的方向始终指向圆弧轨迹的圆心,回复力的方向始终沿运动轨迹的切线方向(振动方向)。
④大小:向心力:2
v F m
R
向=,其中v 为物体的瞬时速度,R 为轨迹的曲率半
径,该式既适用于匀速圆周运动,又适用于变速圆周运动。
回复力:在简谐运动中,弹簧振子的回复力就
是振子所物体相对
受的合外力。
对简谐运动来说F kx 回=-,其中x 表示
平衡位置的位移,“-”表示F 回与x 总是反向的,k 表示回复系数,是由振动系统本身条件决定的,该式是简谐运动的动力学特征,对一般的振动来说,F 回则也可能不随x 而变化,如在图1-2所示的两倾角均为θ的光滑斜面上小球以O 为中
心作往复运动,其回复力大小为sin F mg θ回=,是不变的,当然小球不是简谐运动。
进一步说明向心力和回复力及合外力的区别。
【例2】如图1-3。
单摆在竖直面内往复运
动,其轨道为一段圆弧,当其最大偏角小于5°时,可视为简谐运动。
分析
其向心力和回复力
[导学] 摆球在最高点A 时,
0,cos 0,sin ,v F T mg F mg F F θθ==回回向合=-==.
摆球在最低点B 时,质点有速度v
摆球到任一点P 时,设此时质点速度为V 1
,绳与竖直方向成α,
N
G N
G
f
N
G
f
N
G
f N
G
f o
p
M
N
C
D 图1-1
F 向=T -2
cos mv mg l
α=
,F 向=sin mg α
F 向和F 回均不为零,F 合斜向上。
二、中学物理中几种典型运动模型与力的关系
0F =时:0a =,静止或匀速直线运动——牛顿第一定律
t o v v at =+ 自由落体
F 与v 在一条直线上——匀变速直线运动 特例
力 F=恒量 222t o v v as -= 竖直抛体
和 平抛 水平方向:
0,x o v v x v t ==
运 F v 与不在一条直线——匀变速曲线运动 竖直方向:
21
,2
y v gt y gt ==
斜抛*(考纲无要求) 动 F 大小恒定,方向与v 始终垂直—匀速圆周运动:
222
22244v F m m r m r f mr r T
πωπ====
弹簧振子
F kx =-——简谐运动
单摆:2/T l g π=
简谐波中的各个质点
1. 力和物体的平衡
当物体处于平衡(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体所受的合外力
应等于零。
注意点:
① 多角度,多层次理解平衡条件
由平衡条件可以得到以下推论:
a .当物体处于多力平衡时,任意一个力必与其余各力的合力大小相等、方
向相反,作用在一条直线上。
b .一个物体如果受到三个不平行力的作用而处于平衡状态,则这三个力必
共点。
C.物体受力平衡时合力为零,则在任一方向上合力也为零。
[例3] 如图1-4所示,物块m 静止在粗糙斜面上,现稍增
大水平推力F ,物块仍保持静止,则
①斜面对物块支持力增大
②斜面对物块的摩擦力增大
③斜面对物块的作用力可能增大,也可能减小 ④斜面对物块的作用力一定增大 以上说法中正确的是
A.①③
B.①②④
C.①④
D.②③ [导学] 先对①②进行判断,物块处于静止则合外力为零,那么它在垂直于斜面和沿斜面方向上所受合力
应均为零。
物体受力图如图1-5所示,将推力和重力沿斜面方向和
垂直斜面方向分解,由平衡条件,可得
f +F cos θ-G sin θ=0
N -F sin θ-G cos θ=0
图1-4
图1-5
由此可知,随着F的稍许增大,N增大,f减小。
再来判定③④选项的正确性。
本题在分析③④选项时必须先明确斜面对物体的作用力的定义,所谓斜面对物体的作用力即是斜面对物体施加的所有力的矢量和,在本题中它即为支持力和摩擦力的合力,其次还须注意求这个作用力时不能将思维局限在将N,f合成上,若只由定义按N,f合成求作用力,则作用力大小为2
2f
N+,由N增大,f减小将无法判断出作用力的增减的,所以这时应转变思路,换一个角度。
考虑到物体受四个力,则其中两个变力N, f的合力应与另一对力(F,G)的合力等大反向,即斜面的作用力应等于2
2F
G+,则F增大时,作用力也应增大,则本题的答案为C。
②在用平衡条件解题时还应结合物体受力的特性(如轻杆、轻绳、轻弹簧的受力特点的区别)。
[例4](上海卷)如图1-6所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。
则该力可能为图中的()
A.
1
F B.2F
C.
3
F D.4F
[导学]这里有A、B两个连接体,则对Α、Β分别隔离受力分析。
因Β的受力情况比Α简单,所以先分析Β的受力情况。
注意轻绳ΑΒ上受的拉力只会沿绳方向,故由OB绳竖直可知ΑΒ绳上不存在拉力。
对A球受力分析. A受重力G,拉力
OA
T、和F的作用.当F为1F时受力如图
1-7所示,以A为原点建坐标系xOy,则0
y
F<
∑,故不可能平衡.同理可知F为4F 时,亦不可能平衡,故只有B、C正确。
[例5]如图1-8所示,轻杆BC一端用铁链固定于B点,另一端连接轻滑轮C,重物P系一根轻绳经C固定于A点,若不计摩擦,将绳端A点沿墙壁稍向下移,再使之平衡,问绳的拉力和杆受的压力如何变化?
[导学]此题有一种典型的错解是:滑轮C受到杆BC的支持力N,绳AC的拉力T和绳CP的拉力F(大小等于G),如图1-9所示,由平衡条件可知,T与N的合力与F等大反向。
当A点下移后,N与竖直方向的夹角θ增大,滑轮C也要下降,使BC与墙壁间的夹角α增大,但因这两个力的合力始终与F等大反向,所以这两个分力均要增大。
这个解答有两点错误:一是未认识到绳子ACP上张力应处处相等。
另外,错误认为当A点下移时,滑轮C要下降,BC与墙壁间夹角增大。
正确的解答是:除注意T和F相等外,还要特别注意此时BC作为轻杆只有B、C两处受力,即它是所谓的“二力轻杆”,二力轻杆的受力特点是所受的力是一定沿杆方向的(注意此结论只有轻杆只受两个力时才成立),则C处受T、N、F三个力作用而平衡,那么这三个力就组成了封闭的三角形,如图1-10所示,注意到T=F=G,N沿
图1-6
图1-8图1-8
图1-7
图1-9
图1-8
图1-10
图1-7
BC 方向,则三角形ABC 与此力形成的三角形相似,故有:
AB
BC G
N =,即N=G AB
BC
由牛顿第三定律可知杆BC 受压力跟N 相等,故当A 点下移后,AB 长度减小,BC 不变,则杆所受的压力增大,而绳的张力T 总等于G ,保持不变。
③动态平衡的分析方法
在有关物体平衡的问题中,存在着大量的动态问题,所谓动态平衡问题,就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化。
分析动态平衡问题通常有两种方法。
a .解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出函
数关系式,然后根据自变量的变化进行分析,得出结论。
b .图示法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角法则
画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)
的长度变化判断各力的变化情况。
【例6】如图1-11 a 所示,一个重为G 的均匀球放在光滑斜面上,斜面
倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板档住球,使之处于静止状态,
今使挡板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,球对挡板和球对斜面的
压力大小如何变化?
[导学] (1)
解析法:选球为研究对象,球受三个力的作用,即重力G 、斜面的
支持力1N 、挡板的压力2N ,如图1-11 b 所
示,由平衡条件得:
21cos(90)sin 0N N αβα---=
① 12cos sin(90)0N N G ααβ----=
②
解得:1,cos sin ()
G
N αααβ=
-+ctg
讨论:对1N :①当1()90,);N αββαβ+<↑→+↓→↓ctg( ②当1()90,|)|;N αββαβ+>↑→+↑→↓ctg( 对2N :①当290,sin ;N βββ<↑→↑→↓ ②当290,sin N βββ>↑→↓→↑
综上述:球对斜面的压力随β增大而减小;球对
挡板的压力
则比较复杂,在β<90°时,随β增大而减小,在
β>90°时,
随β增大而增大,当β=90°时,球对挡板的压力有
最小值。
(2)图示法:选球为研究对象,球受重力G 、
斜面支持力
N 1、挡板支持力N 2,因球始终处于平衡状态,故三个
力的合力始终为零,三个力构成封闭的矢量三角形,当挡板逆
时针转动时,
N 2的方向也逆时针转动,作出如图所示的动态矢量的三角形,由图1-12可见,N 1随β增大而始终减小,N 2先减小后增大。
从上例分析看出,解析法严谨,但演算较繁,多用于定量分析:图示法直
观、鲜明,多用于定性分析。
在上述动态平衡问题中,研究对象受的三个共点力中,一个大小和方向均
不变,另一个力方向不变,第三个力大小和方向均变。
在这种情况下用动态图解法较好。
还有一类动态平衡问题,研究对象受的三个共点力中,一个大小、方向均不变,另两个大小、方向均变化,这时就不能用动态图解法求解;则要用解析法求解,其思路是:考虑到题中一些边长为已知的,采用“相似三角形
法”。
图1-12
图1-11 a 图1-11 b
【例7】一个表面光滑的半球状物体固定在水平面上,在其球心O的正上方一定高度处固定一个小滑轮,用一细绳的一端拴一个小球,放于球面上的A点上,另一端绕过定滑轮,如图所示1-13所示。
现在缓慢的拉动细绳的另一端,使小球沿球面从A点拉至B点。
在此过程中,小球所受球面的支持力N以及细绳对小球的拉力T的变化情况是()
A.N变大,T变大
B.N变小,T变大
C.N不变,T变小
D.N变大,T变小
[导学]由于小球所受的三力N、T、G合力为零,力的三角形与几何三角形△AOB相似,如图1-14所示,则有:
∴AO AC
N A T G
OC OC
=,=
又因为在小球的上升过程中,AO与OC的长度保持不变,只有AC的长度逐渐变小,可见拉力T变小而支持力N的大小一直不变,故C选项正确。
注意:在本题的解答过程中,从物理的角度来看,属于共点力的平衡法:从数学的角度来看可称为相似三角形法。
这种把“不可看见”的力的问题转化为形象直观的几何形状的问题,是突破物理上的难点问题的思想方法之一。
其中的解题关键是正确寻求“力”与“边”的相似关系和对应关系。
2.力与直线运动
当物体的速度与合外力方向共线时,物体做直线运动。
若物体受的力为恒力,当速度与合外力方向相同时,物体就做匀加速直线运动,当速度与合外力方向相反时,物体就做匀减速直线运动或类竖直上抛运动(或竖直下抛运动),这时物体满足的规律在受力上符合牛顿第二定律,在运动规律上满足匀变速直线运动的公式。
[例8]一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动。
探测器通过喷气,而获得动力。
以下关于喷气方向的描述中正确的是()
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时,沿竖直向下方向喷气
C.探测器匀速运动时,沿竖直向下方向喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
[导学]当探测器做加速运动时,其合外力必须跟速度方向一致,即如图
1-14所示中的F合方向,则由平行四边形定则可知,探测器喷气获得的动力应是右图中的F的方向,则由牛顿第三定律知,喷气方向应是F的反方向。
故A,B均为错误选项。
当探测器做匀速运动时,其合外力为零,则探测器由喷气所获得的动力应与重力平衡,即方向向上,那么由牛顿第三定律知,喷气的方向应竖直向下,则C选项正确。
[思路点拨]此题有三点关键须注意:一是探测器因喷气获得的动力方向应是喷气的反方向,这是由牛顿第三定律得到的;二是使探测器做加速直线运动时,应保证其受的合外力与速度同向;三是当探测器做匀速运动时,则其喷气推动力应与重力平衡。
注意要点:当探测器倾斜匀速时,其合外力也是等于零的,本题不应被“倾斜”二字所迷惑。
图1-13
图1-14
①物体受几个变力作用,作匀变速直线运动的问题
不少学生认为物体受变力作用就不可以做匀变速直线运动,其实当物体只受这个变力时这个结论才成立,应深刻认识牛顿第二定律,从定律可以知道,当物体受多个变力作用时,如果各变力的合力仍然恒定,物体仍可以做匀变速运动的,即处理物理问题时,不能被表象迷惑,而应抓住问题的实质,对牛顿第二定律应认清其本质。
[例9]如图1-15甲所示,一轻弹簧的劲度系数为k ,下端系一质量为m的物体,现用木板托住物体至弹簧的原长处,然后使物体和木板以大小为a的加速度匀加速下降,已知a<g,求:(1)开始运动时,木板受的压力?
(2)m与木板何时分离?
[导学]本题关键的是:
①必须选取合理的研究对象——物体。
选木板或选整体研究均是不合适的,因为木板由外界控制还要受外界力的作用,其受力情况未知且比较复杂。
②紧紧抓住物体做匀加速直线运动的特点建立方程,由分析知,物体受三个力(重力、弹力、支持力)作用,其中弹力、支持力都是变力,而合外力保持不变。
③找出弹簧的形变量与物体做匀加速直线运动的位移大小的关系,即位移跟弹力的关系。
(1)开始时,物体受力图如图1-15乙所示,有mg -N= m a
得 N= m(g- a)
由牛顿运动定律可知木板受m的压力为
(2)设物体下降x与木板分离(x即是位移也是形变量),
则2
2
1
at
x=
而物体与木板分离的条件是物体与木板无相互作用的弹力,只受弹簧力和重
力作用,
则由牛顿第二定律,有mg - kx = m a.
联立上述二式解得 t=.)
(
2
ka
a
g
m-
②两个叠加体相互错动都做直线运动的问题
[例10](全国卷Ⅰ)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
.初始时,传送带与煤块都静止.现让传
送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到
v后,便以此速度做匀速运动。
经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。
求此黑色痕迹的长度。
[导学]根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块加速度a小于传送带的加速度a O。
根据牛顿第二定律,可得a=μg
设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于
v,煤块则由静止加速到v,
有
v=a O t,v = a t由于a<a O,故v<0v,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。
再
经过时间t',煤块的速度由v增加到
v的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分
别为S O和S,有t v
t
a
S'
+
=
2
02
1 s=
a
v
2
2
传送带上留下的黑色痕迹的长度l =S0-S
由以上各式得
g
a
g
a
v
l
2
2
)
(
μ
μ
-
=
注意:这类题的关键是要对两物体分别隔离并进行受力分析,作出运动草图找出两者在位移、运动时间、速度方面的关糸以列方程求解。
图1-15
③直线运动的动态变化问题:
物体的运动情况与受力情况、初始状态有很大关系,在研究运动过程细节时,有些情况中物体所受的力的大小随时间或速度发生变化,从而引起一些相关量的变化,使问题变得较为复杂。
这些运动往往是集受力、运动及能量转换等各种关系于一体的综合性问题。
动态分析的一般过程是:当作用于物体的某个力发生变化时,则必将引起合外力发生变化,从而导致物体运动的加速度、速度等一系列物理量的变化,而运动状态的变化又返过来影响力的变化,这样周而复始直到物体最后达到某一确定状态(静止或匀速直线运动状态)
分析此类问题的出发点是:从物体的受力情况和运动状态入手,抓住与速
度变化相关的力,根据牛顿第二定律列出方程再进行分析。
这类问题中有三种
典型问题:
a .机车起动的动态问题:
[例11] 设机车质量为m ,额定功率为P ,在水平路面行驶时所受阻力恒为
f
,试分析机车以额定功率起动后的速度如何变化?
[导学] 根据功率公式有:P F v =⋅,其中F 为机车牵引力,又由牛顿第二
定律,有F f ma -=
由二式可见,当v 增大时,f 减小,a 减小,当0a =时,F f v =达到最大值m v ,此时,m P f v =⋅。
结论:机车先作速度不断增加,而加速度不断减小的运动,后以最大速度匀速运动。
b .洛仑兹力引起的动态变化:
[例12] 如图1-16所示长绝缘直杆上套一小球m ,其带动摩擦因数电量为q +,匀强磁场磁感强度为B ,球与杆的中。
试分析球
为μ。
杆竖直放置在沿水平方向的正交电磁场由静止释放后的运动状态。
[导学] 小球受力情况如图所示,根据牛顿第二定律,
当小球速度为v 时,有:
故有:()mg qE qvB ma μ-+=
可见v 增大时,a 减小,当0a =时v 最大,且m mg E
v qB B
μ=- C.导体切割磁感线的动态分析问题
[例13] 如图1-17所示,一水平光滑导轨宽为l ,置于磁感应强度为B 的
方向竖直向上的匀强磁场中,导轨一端连有阻值为R 的定值电阻,质量为m 的
导体杆ab 在水平拉力F 作用下由静止开始运动,试分析ab 的运动情况(除电阻R 外,其它电阻均可不计)
[导学] 可以判断出当导体杆ab 运动起来后,受到与运动方向相反的安培力,根据牛顿第二
定律有:
,F BIl ma -=
Blv
I R
=而, 由此可得:22B l v
F ma R
-= 则当v 增大时,a 减小,当0a =时,v 最大,且22
m FR
v B l
= 注意:①要找出力与速度间的确定关系,上面三例中除洛伦兹力本身直接与速度有关外,机车
牵引
图1-16
图1-18
R
F
a
b
B
图1-17
力、安培力与速度的关系都是由其它关系联系的,在具体问题上要定位准确。
②注意物体速度的增大或减小,与加速度的大小如何变化无关,只由加速度的方向和v方向关系决定,即无论加速度是变大还是变小,只要它与速度同向,速度就增加,与速度反向,速度就减少。
另外,此类问题除用公式法分析外,有时用v t-图象来讨论也可以取得良好的效果,上面三例中物体的运动可绘成如图1-18所示的v t-图,再分析。
3.力与曲线运动
当物体的速度与合外力有夹角时,物体做曲线运动。
曲线运动在高考中所考查的典型运动形式有两种:第一种是物体受恒力作用,且合外力与初速度垂直,则这时物体做类平抛运动或平抛运动,处理这种运动的方法是化曲为直即用运动合成与分解的方法把这个曲线运动分解成两个分方向的直线运动(
v方向的匀速运动与合外力方向的匀加速直线运动);第二种是合外力大小恒定,其方向与速度处处垂直,物体做匀速圆周运动,这时物体受力的特点是合外力等于向心力,解题规律仍然是应用牛顿第二定律。
在这个问题中,应注意以下几点:
①物体做曲线运动时,受到的合外力指向运动轨迹的凹侧。
由这个结论我们可以通过轨迹判定合外力的大致方向,或反过来由合外力方向来确定轨迹的走向。
[例14]一质点在x O y平面内运动的轨迹如图1-19图中的OA所示,下列判断中正确的是()
A.若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
B.若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速
C.若y方向始终匀速,则y方向先减速后加速
D.若y方向始终匀速,则y方向一直加速
[导学]判定物体是否加速或减速,关键是要找到速度方向和合外力方向二者间的关系,故本题应先由轨迹确定二者的关系,然后再进行分析。
当质点在x轴方向上始终匀速时,则其所受的合外力只会在竖直方向(y方向),即物体受的力不是向上就是向下的,又为了确定物体速度的方向,则应先知道轨迹的走向,而质点的运动方向在题中并未交代出来,故物体的走向又可能有两种情况:O→A或A→O,当质点自O至A时,由曲线运动轨迹总要凹向合外力一侧这一特性可知,物体的受力应先向下后向上,则B选项正确,当质点自A至O时,可同样分析A选项结论也成立。
同理,可知C,D选项均错。
②平抛运动与类平抛运动
平抛运动与类平抛运动的处理方法是:采用化曲为直的方法,从而使复杂的问题变得简单,即将平抛运动分解为两个方向的直线运动来研究,最后又合成从而得到平抛运动的规律。
在进行等效合成时,要注意两个分运动的时间的联系——等时性。
对平抛运动有以下三个重要推论
推论1 平抛物体的运动中,任意两个时刻的速度变化量,方向恒为竖直向下,其三个速度矢量构成的三角形一定是直角三角形,如图1-20所示。
推论2 平抛运动的速度偏角与位移偏角的关系。
如图1-21所示,有:
图1-19
图1-20 图1-21。