一科研团队在某次空气动力学实验中,通过传感器得到研究对象做匀变速曲线运动的轨迹如图所示,且质点运动到最低点D时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是
A.质点的速率先增大后减小
B.质点的速率先减小后增大
C.在任意1s内,质点速度改变的大小相同、方向竖直向上
D.在任意1s内,质点速度改变的大小相同、方向水平向右
BC
【详解】
AB.质点做匀变速曲线运动,可知所受合外力恒定,加速度恒定,D点的加速度向上,则整个运动的任何位置加速度均向上恒定,由图可知沿着切线方向的瞬时速度与加速度的夹角从钝角变为直角后为锐角,则速度先减小后增大,D点时的速度最小;故A错误,B正确.
CD.由可得,即加速度恒定时,任意1s时间内速度的变化均大小相等,方向相同,与加速度方向相同竖直向上;故C正确,D错误.
认识曲线运动:
1、曲线运动一定是变速运动;质点的路程总大于位移大小;质点作曲线运动时,受到合外力和相应的速度一定不为零,并总指向曲线内侧。
2、曲线运动速度的方向
曲线运动中速度的方向是时刻改变的,物体在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。
3、物体做曲线运动的条件
物体作曲线运动的条件:运动物体所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线。
知识点拨:
曲线运动的条件:
当物体所受的合力(加速度)与其速度方向不在同一直线上,物体做曲线运动。曲线运动的合外力方向做曲线运动物体受到的合外力方向总是指向曲线的凹侧。
曲线运动的判断判断:
物体是否做曲线运动时,关键是看物体所受合力或加速度的方向与速度方向的关系,若两方向共线就是直线运动,不共线就是曲线运动。
知识拓展:
曲线运动的分析
在曲线运动中:当力与速度间的夹角等于90°时,作用力仅改变物体速度的方向,不改变速度的大小,例如匀速圆周运动;当夹角小于90°时,作用力不仅改变物体运动速度的方向,并且增大速度的量值;当夹角大于90°时,同样改变物体运动速度的方向,但是却减小速度的量值。在曲线运动中物体运动到某一点时,物体所受的合外力可以分解为沿速度方向和垂直速度方向两个分量,其中沿速度方向的分量改变速度的大小,垂直速度的分量改变速度的方向。曲线运动中速度的方向时刻在变,因为速度是个矢量,既有大小,又有方向,只要两者中的一个发生变化我们就是就表示速度矢量发生变化。从对加速度的定义(速度变化与发生这一变化所用时间的比值叫做加速度)可知做曲线运动的物体就具有了加速度,所以曲线运动是变速运动。
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