4、力可以改变物体运动状态,如将物体受到的合外力沿着物体的运动方向和垂直于物体的运动方向进行分解,则沿着速度方向的分力改变物体速度的    ;垂直于速度方向的分力改变物体速度的    。速度大小是增大还是减小取决于沿着速度方向的分力与速度方向相同还是相反。做曲线运动的物体,其所受合外力方向总指向轨迹   侧。

匀变速直线运动只有沿着速度方向的力,没有垂直速度方向的力,故速度的    改变而     不变;如果没有沿着速度方向的力,只有垂直速度方向的力,则物体运动的速度     不变而    不断改变,这就是今后要学习的匀速圆周运动。

[范例精析]

例1、在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?

解析 火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒,由于惯性,它们以被擦落时具有的速度做直线运动,因此,火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。

例2、质点在三个恒力F1F2F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,则质点( )

A.一定做匀变速运动   B.一定做直线运动

C.一定做非匀变速运动  D.一定做曲线运动

解析:质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知,当突然撤去F1时,质点受到的合力大小为F1,方向与F1相反,故A正确,C错误。在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是:F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是:F1的方向和速度方向不在一条直线上)。故B、D的说法均是错误的。

拓展:不少同学往往错误认为撤去哪个力,合力就沿哪个力的方向。物体在三个不在同一直线上的力的作用下保持静止,处于受力平衡状态,合力为零,任意两个力的合力与第三个力是平衡力,大小相等而方向相反,若撤去其中一个力,物体所受合力与该力反向。

例3、 关于曲线运动,下面说法正确的是(   )

A.物体运动状态改变着,它一定做曲线运动

B.物体做曲线运动,它的运动状态一定在改变

C.物体做曲线运动时,它的加速度的方向始终和速度的方向一致

D.物体做曲线运动时,它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致

解析 物体运动状态的改变是指物体运动速度的变化,包括速度大小或方向的变化。若物体只改变速度的大小而保持方向不变,则物体作直线运动,故选项A错误。而曲线运动是变速运动,它的运动状态一定改变,故选项B正确。物体作曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不共线,而加速度方向就是合外力的方向,故选项C错误而故选项D正确。

[能力训练]

2、探究实验的数据分析:为了清晰地显示出功与速度变化的关系,数据分析时可以采用图象分析法。如果作出______________是一条直线,表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系,即Wv;如果不是直线,就可能是Wv2Wv3,甚至W。因此记录实验数据时可以设计一个如图的表格。

[范例精析]

例1 如图是本实验的装置示意图。(1)长木板的倾斜程度如何调试?(2)小车前上方的钩子在制作造型上有何要求?

 

解析 (1)木板的倾斜程度应调节到轻推小车(拖着纸带),则小车恰能在木板上匀速下滑。(2)小车前上方的钩子是用于套橡皮筋的,制作造型上要求在橡皮筋松弛时,很容易从钩子上脱落下来。

例2  在用本节教材所示的实验装置进行的探究实验时,打出了如图5-6-3所示的一条纸带,请你说说:(1)利用这条纸带要测出哪个物理量?(2)要利用纸带上的哪一段,才能正确上述的物理量?

解析  (1)在弹簧的弹力消失后,小车的运动近似是匀速运动,利用这条纸带要测出物体匀速运动的速度;(2)寻找哪些点的间距是均匀的,利用这些点距均匀的点来测量小车的速度,通过测量可以知道,在f-g-h之间点的间隔是均匀的,假设打点计时器的周期为T,则小车的最大速度为vm=fg/2T。

拓展  理论上讲,也可以利用纸带上的d-e-f段,先求出打e点时的速度ve,再求加速度a,再求打点f时的速度vf,但是这样做既麻烦,误差又大,所以这种做法不可取。

 在做本实验时,打出点的纸带上应该写出打这条纸带时所用的橡皮筋的数目。某同学分别用一条橡皮筋、二条橡皮筋做实验,打出了如图所示的纸带,但是该同学忘了在纸带上记录橡皮筋的数目,你能否帮助该同学判断每条纸带对应的橡皮筋的数目?

 0  375124  375132  375138  375142  375148  375150  375154  375160  375162  375168  375174  375178  375180  375184  375190  375192  375198  375202  375204  375208  375210  375214  375216  375218  375219  375220  375222  375223  375224  375226  375228  375232  375234  375238  375240  375244  375250  375252  375258  375262  375264  375268  375274  375280  375282  375288  375292  375294  375300  375304  375310  375318  447090 

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