曲线运动“轨迹”问题的破解山东平原一中 魏德田 253100近几年,涉及曲线运动“轨迹”一类问题,不断的出现在高中物理的阶段测试、历届高考中
及时、有效的破解此类问题,实乃备战 08 年高考的当务之急
本文拟就此做一探究
一、破解的依据破解此类问题,应用以下几条“依据”:㈠判断物体的运动曲线轨迹的产生,根据“合速度与合外力(或合加速度)不共线”,即物体做曲线运动的条件
㈡判断运动快慢程度改变的方式,若合速度与合外力(或合加速度)成“锐角”,为“加速”曲线运动,力对物体做正功;“恒成直角”,为“匀速率”圆周运动,力对物体不做功;成“钝角”,则为“减速”曲线运动,力对物体做负功
反映物体速度大小的变化,属于合外力的切向加速效果
㈢判断曲线的曲率改变,根据向“合外力(或合加速度)一侧”弯曲
反映物体速度方向的变化,属于合外力的法向加速效果;㈣轨迹的性质(即抛物线、圆、双曲线等),可利用数学知识去证明等等
至于物体速度的方向沿着某点切线的方向;物体的合速度指实际速度,求合速度、合加速度、合外力,常用运动(矢量)合成的知识;求物体能量的变化,应用“动能定理”、“功能关系或能量守恒”;求物体动量的变化,应用动量定理、动量守恒等等
在原则上与解答诸类其他问题毫无二致
二、解题示例[例题 1](’03 上海)如图—3 所示,质量为 m 的飞机以水平速度 v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含升力)
今测得当飞机在水平方向的位移为 l 时,它的上升高度为 h
求:⑴ 飞机受到的升力大小;⑵ 从起飞到上升至 h 高度的过程中升力所做的功及在高度 h 处飞机的动能
[解析]⑴ 已知飞机受重力 mg 和竖直向上的升力N 等恒力作用,合外力 F 合必为恒力
由牛二定律,可得由“依据“㈢知,合外力方向是竖直向上的