一曲线运动曲线运动的速度方向做曲线运动的物体在
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v1的垂直于河岸的分量v⊥决定,即t=
d v⊥
,与v2无关,所以
当v1垂直河岸时,渡河所用时间最短,最短时间为t=
d v1
,
与v2无关.
2.垂直渡河的条件
要使小船垂直河岸渡河,即如图中v∥=v2,v⊥=v合,
设船速与河岸上游的夹角为α,则cos
α=
v2 v1
,且v1>v2时才Байду номын сангаас
有可能垂直渡河.
3.以最小位移渡河 (1)当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时,小船可以 垂直渡河,显然渡河的最小位移s等于河宽d. (2)当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时,不论船头 指向如何,船总要被水冲向下游,不可能垂直渡河.
(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动. (2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍 然是匀变速运动,当二者共线时为匀变速直线运动,不共线 时为匀变速曲线运动. (3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀 加速直线运动.
(4)两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动;若 合初速度与合加速度在同一直线上,则合运动为匀变速直线 运动,如图甲所示;不共线时为匀变速曲线运动,如图乙所 示.
一曲线运动曲线运动的速度方向做曲线运动 的物体在
当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时, 物体做曲线运动的速率将________;当物体受到的合外力的 方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将 ________ ; 当 物 体 受 到 的 合 外 力 的 方 向 与 速 度 的 方 向 垂 直 时 , 该力只改变速度方向,不改变速度的大小.
两直线运动的合运动的性质和轨迹,由两分运动的性质 及合初速度与合加速度的方向关系决定.
1.根据合加速度是否变化判定合运动是匀变速运动还是 非匀变速运动:若合加速度不变则为匀变速运动;若合加速 度变化(包括大小或方向)则为非匀变速运动.
2.根据合加速度与合初速度是否共线判定合运动是直线 运动还是曲线运动:若合加速度与合初速度的方向在同一直 线上则为直线运动,否则为曲线运动.
2.运动分解的基本方法 根据运动的________效果将描述合运动规律的各物理量 (位移、速度、加速度)按平行四边形定则分别分解,或进行正 交分解.
答案: 一、1.切线 变 2.合外力 速度 增大 减小 二、1.时间 2.独立 3.效果 三、1.平行四边形 合成 分解 2.实际
1.曲线运动是变速运动:无论曲线运动中速度大小是否 改变,由于曲线运动中速度的方向一直在改变,故曲线运动 一定是变速运动.
物体拉绳或绳拉物体的运动,要按实际效果进行分
解.如图甲所示,物体运动的合速度v,可看成由两个分速度 合成:一是沿绳方向的速度v1,其效果是使绳拉长或缩短,二 是垂直于绳方向的速度v2,使绳绕一端点摆动,不改变绳长, 只改变摆动的夹角θ.分解矢量图如图乙所示.
物体运动速度v=covs1 θ(v1等于人运动的速度v0). 如果人匀速前进,由上式可知物体的运动速度v逐渐变 大,物体做变速运动.
设小船指向与河岸上游之间的夹角为θ时,渡河位移最 小.此时,船头指向与合速度方向成α角,合速度方向与水流 方向成β角,如图所示.
如图可知,β角越大,渡河位移越小,以v2的顶点为圆 心,以v1的大小为半径作圆,很明显,只有当α=90°时,β 最大,渡河位移最小.即当船头指向和实际运动方向垂直 时,渡河位移最小,为s=sind β=vv21d.
说明:曲线运动是变速运动,只是说明物体具有加速度, 但加速度不一定是变化的,例如,抛物运动都是匀变速曲线运 动.
2.轨迹弯曲的方向:如图所示,速度和加速度在轨迹两 侧,轨迹向力的方向弯曲,但不会达到力的方向.
3.合外力的作用效果:物体做曲线运动时,合外力沿速 度方向的分量改变速度的大小,沿垂直速度方向的分量改变 速度的方向.
3.曲线运动的分类
三、运动的合成与分解的方法 1.运动的合成与分解:包括位移、速度、加速度的合成 和分解.它们和力的合成与分解一样都遵守________定则, 由 已 知 的 分 运 动 求 跟 它 们 等 效 的 合 运 动 叫 做 运 动 的 ________ , 由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的________. 研究运动的合成和分解,目的在于把一些复杂的运动简 化为比较简单的直线运动,这样就可以应用已经掌握的有关 直线运动的规律,来研究一些复杂的曲线运动.
如图所示,用v1表示船速,v2表示水速.我们讨论几个 关于渡河的问题.
1.渡河时间问题 在分析渡河时间问题时,我们将船的运动沿平行河岸
和垂直河岸进行分解,于是船速v1可分解为平行河岸分量v ∥和垂直河岸分量v⊥,如图所示,而水速v2在垂直河岸方向 没有分量,对小船渡河时间没有影响.所以渡河时间仅由