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物体的运动
抛体运动
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2024-01-10 10:03
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抛体运动
如图 5.1-2, 过曲线上的 $A 、 B$ 两点作直线, 这条直线叫作曲线的割线。设想 $B$ 点逐渐沿曲线向 $A$ 点移动, 这条割线的位置也就不断变化。当 $B$ 点非常非常接近 $A$ 点时,这条割线就叫作曲线在 $A$ 点的切线 (tangent)。 ![图片](/uploads/2024-01/image_2024011031ed52b.png) 假设图 5.1-2 中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从 $B$ 点运动到 $A$ 点, 则质点的平均速度的方向由 $B$ 点指向 $A$ 点。当 $B$ 点越来越靠近 $A$ 点时, 质点的平均速度方向将越来越接近 $A$ 点的切线方向。当 $B$ 点与 $A$点的距离接近 0 时, 质点在 $A$ 点的速度方向沿过 $A$ 点的切线方向。 根据上面的分析, 可以得到结论:质点在某一点的速度方向, 沿曲线在这一点的切线方向。 速度是矢量, 既有大小, 又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。 ## 物体做曲线运动的条件 物体做曲线运动时, 由于速度方向时刻改变, 物体的加速度一定不为 0 , 因此, 物体所受的合力一定不为 0 。 物体受什么样的力才会做曲线运动? 下面我们通过实验来研究这个问题。 观察钢球的运动轨迹 ![图片](/uploads/2024-01/image_20240110f847e25.png) 一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力, 例如在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁 (图 5.1-3), 观察钢球的运动。 由实验可以看出, 当钢球受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时, 钢球做曲线运动。生活中也有大量类似的例子。例如, 向斜上方抛出的石子, 它所受重力的方向与速度的方向不在同一条直线上, 石子做曲线运动。 大量事实表明:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时, 物体做曲线运动。 根据牛顿第二定律, 物体加速度的方向与它受力的方向总是一致的。当物体受力的方向与速度的方向不在同一直线上时, 加速度的方向也就与速度的方向不在同一直线上了, 于是物体的速度方向要发生变化, 物体就做曲线运动。
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