曲线运动位移和速度

曲线运动一．曲线运动的位移和速度1．曲线运动的位移(1)建立坐标系：研究在同一平面内做曲线运动的位移时，应选择平面直角坐标系。

(2)对于做曲线运动的物体，其位移应尽量用坐标轴方向的分矢量来表示。

2．曲线运动的速度(1)速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。

(2)速度的描述：曲线运动的速度可以分解为互相垂直的两个分速度，在分解时遵循平行四边形定则。

在如图所示的分解图中，两个分速度的大小分别为v x＝v cos θ，v y＝v sin θ。

3．曲线运动的性质及分类(1)性质：速度是矢量，由于速度方向时刻在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动。

(2)分类：①匀变速曲线运动：加速度恒定。

①非匀变速曲线运动：加速度变化。

【例1】如图所示，小锐同学正在荡秋千，他经过最低点P时的速度方向是()A．a方向B．b方向C．c方向D．d方向解析曲线运动中某一点的速度方向为该点的切线方向，故沿b方向。

【活学活用1】做曲线运动的物体，在运动过程中，一定发生变化的物理量是()A．速率B．速度C．加速度D．合力解析曲线运动物体的速度方向一定变化，但大小可能变，也可能不变，B正确，A错误；做曲线运动的物体所受合外力一定不为零，一定具有加速度，但合外力、加速度可能不变，也可能变化，故C、D 错误。

答案B【活学活用2】如图所示，物体沿曲线由a点运动至b点，关于物体在ab段的运动，下列说法正确的是()A．物体的速度可能不变B．物体的速度不可能均匀变化C．a点的速度方向由a指向bD．ab段的位移大小一定小于路程解析做曲线运动的物体速度方向时刻改变，即使速度大小不变，速度方向也在不断发生变化，故选项A错误；做曲线运动的物体必定受到力的作用，当物体所受力为恒力时，物体的加速度恒定，速度均匀变化，故选项B错误；a点的速度沿a点的切线方向，故选项C错误；做曲线运动的物体的位移大小必小于路程，故选项D正确。

答案D二.运动的合成与分解 (1)合运动与分运动①如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与的几个运动就是分运动。

必修二知识点第一章曲线运动（一）曲线运动的位移研究物体的运动时，坐标系的选取十分重要.在这里选择平面直角坐标系．以抛出点为坐标原点，以抛出时物体的初速度v0方向为x轴的正方向，以竖直方向向下为y轴的正方向，如下图所示．当物体运动到A点时，它相对于抛出点O的位移是OA，用l表示.由于这类问题中位移矢量的方向在不断变化，运算起来很不方便，因此要尽量用它在坐标轴方向的分矢量来表示它.由于两个分矢量的方向是确定的，所以只用A点的坐标(x A、y A)就能表示它，于是使问题简化.（二）曲线运动的速度1、曲线运动速度方向：做曲线运动的物体，在某点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．2．对曲线运动速度方向的理解如图所示，AB割线的长度跟质点由A运动到B的时间之比，即＝，等于AB过程中平均速度的大小，其平均速度的方向由A指向B.当B非常非常接近A时，AB割线变成了过A点的切线，同时Δt变为极短的时间，故AB间的平均速度近似等于A点的瞬时速度，因此质点在A点的瞬时速度方向与过A点的切线方向一致．（三）曲线运动的特点1、曲线运动是变速运动：做曲线运动的物体速度方向时刻在发生变化，所以曲线运动是变速运动．（曲线运动是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动）2、做曲线运动的物体一定具有加速度曲线运动中速度的方向(轨迹上各点的切线方向)时刻在发生变化，即物体的运动状态时刻在发生变化，而力是改变物体运动状态的原因，因此，做曲线运动的物体所受合力一定不为零，也就一定具有加速度．（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．）（四）物体做曲线运动的条件：物体所受的合外力的方向与速度方向不在同一直线上，也就是加速度方向与速度方向不在同一直线上．（只要物体的合外力是恒力，它一定做匀变速运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动）当物体受到的合外力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增大；当物体受到的合外力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减小；当物体受到的合外力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．（五）曲线运动的轨迹做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合力的大致方向．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．（六）运动的合成与分解的方法1、合运动与分运动的定义如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，那几个运动就是分运动．物体的实际运动一定是合运动，实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度．2、合运动与分运动的关系3、合运动与分运动的求法运动的合成与分解的方法：运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们都是矢量，遵循平行四边形定则（或进行正交分解）．(1)如果两个分运动都在同一条直线上，需选取正方向，与正方向同向的量取“＋”，与正方向反向的量取“－”，则矢量运算简化为代数运算．(2)如果两个分运动互成角度，则遵循平行四边形定则(如图所示)．(3)两个相互垂直的分运动的合成：如果两个分运动都是直线运动，且互成角度为90°，其分位移为s 1、s 2，分速度为v 1、v 2，分加速度为a 1、a 2，则其合位移s 、合速度v 和合加速度a ，可以运用解直角三角形的方法求得，如图所示．合位移大小和方向为s ＝，tan θ＝. 合速度大小和方向为v ＝，tan φ＝. 合加速度的大小和方向为：a ＝，tan α＝.(4)运动的分解方法：理论上讲一个合运动可以分解成无数组分运动，但在解决实际问题时不可以随心所欲地随便分解．实际进行运动的分解时，需注意以下几个问题：①确认合运动，就是物体实际表现出来的运动．②明确实际运动是同时参与了哪两个分运动的结果，找到两个参与的分运动．③正交分解法是运动分解最常用的方法，选择哪两个互相垂直的方向进行分解是求解问题的关键． 特别提醒a 合运动一定是物体的实际运动(一般是相对于地面的)．b 不是同一时间内发生的运动、不是同一物体参与的运动不能进行合成．c 对速度进行分解时，不能随意分解，应该建立在对物体的运动效果进行分析的基础上．d 合速度与分速度的关系当两个分速度v 1、v 2大小一定时，合速度的大小可能为：|v 1－v 2|≤v ≤v 1＋v 2，故合速度可能比分速度大，也可能比分速度小，还有可能跟分速度大小相等．4、运动的合成与分解是研究曲线运动规律最基本的方法，它的指导思想就是化曲为直，化变化为不变，化复杂为简单的等效处理观点．在实际问题中应注意对合运动与分运动的判断．合运动就是物体相对于观察者所做的实际运动，只有深刻挖掘物体运动的实际效果，才能正确分解物体的运动．（七）如图所示，用v 1表示船速，v 2表示水速．我们讨论几个关于渡河的问题． θsin d s =。

各种运动图象的解析一、直线运动图象1.1 速度-时间图象1.1.1 斜率表示加速度，正斜率表示加速运动，负斜率表示减速运动。

1.1.2 与时间轴平行的线表示匀速直线运动。

1.2 位移-时间图象1.2.1 斜率表示速度，正斜率表示正向运动，负斜率表示反向运动。

1.2.2 与时间轴平行的线表示静止。

1.3 速度-位移图象1.3.1 斜率表示加速度，正斜率表示加速运动，负斜率表示减速运动。

1.3.2 与位移轴平行的线表示匀速直线运动。

二、曲线运动图象2.1 速度-时间图象2.1.1 斜率表示加速度，正斜率表示加速运动，负斜率表示减速运动。

2.1.2 与时间轴平行的线表示匀速直线运动。

2.2 位移-时间图象2.2.1 斜率表示速度，正斜率表示正向运动，负斜率表示反向运动。

2.2.2 与时间轴平行的线表示静止。

2.3 速度-位移图象2.3.1 斜率表示加速度，正斜率表示加速运动，负斜率表示减速运动。

2.3.2 与位移轴平行的线表示匀速直线运动。

三、非匀变速直线运动图象3.1 速度-时间图象3.1.1 斜率表示加速度，加速度大小和方向随时间变化。

3.1.2 与时间轴平行的线表示匀速直线运动。

3.2 位移-时间图象3.2.1 斜率表示速度，速度大小和方向随时间变化。

3.2.2 与时间轴平行的线表示静止。

3.3 速度-位移图象3.3.1 斜率表示加速度，加速度大小和方向随位移变化。

3.3.2 与位移轴平行的线表示匀速直线运动。

四、圆周运动图象4.1 速度-时间图象4.1.1 圆周运动的速度方向时刻变化，图象为螺旋线。

4.1.2 斜率表示向心加速度，大小为v²/r，方向始终指向圆心。

4.2 位移-时间图象4.2.1 圆周运动的位移大小为半径，方向随时间变化，图象为螺旋线。

4.2.2 与时间轴平行的线表示静止。

4.3 速度-位移图象4.3.1 斜率表示向心加速度，大小为v²/r，方向始终指向圆心。

曲线运动公式总结
曲线运动的公式总结如下：
1. 位移公式：
对于匀速曲线运动，位移公式为s = v × t，其中s为位移，v为速度，t为时间。

对于非匀速曲线运动，位移公式为s = ∫ v dt，即位移等于速度随时间的积分。

2. 速度公式：
对于匀速曲线运动，速度公式为v = s / t，即速度等于位移除以时间。

对于非匀速曲线运动，速度公式为v = ds / dt，即速度等于位移对时间的导数。

3. 加速度公式：
对于匀加速曲线运动，加速度公式为a = (v - u) / t，其中a为加速度，v为末速度，u为初速度，t为时间。

对于非匀加速曲线运动，加速度公式为a = dv / dt，即加速度等于速度对时间的导数。

4. 牛顿第二定律：
对于曲线运动中的物体，牛顿第二定律可以表示为F = m × a，其中F为合力，m为质量，a为加速度。

5. 力和加速度关系：
对于曲线运动中的物体，根据牛顿第二定律，合力和加速度成正
比，即F ∝ a。

这些公式可以帮助我们计算曲线运动中的位移、速度、加速度等物理量，从而更好地理解和分析曲线运动的特性。

曲线运动公式引言：曲线运动是物体在运动过程中沿着曲线路径移动的运动形式。

曲线运动广泛应用于物理学、工程学和生物学等领域。

在研究曲线运动时，我们通常使用一些数学模型来描述物体在运动中位置、速度和加速度等的变化规律。

本文将详细介绍曲线运动公式及其应用。

一、曲线运动公式的推导与表达曲线运动的数学表达通常涉及到位置、速度和加速度三个方面。

在推导曲线运动公式时，我们需要首先明确运动路径，并确定某时刻物体的位置。

1. 位置函数物体在曲线运动中的位置可以用位置函数来描述。

位置函数通常用参数方程或者极坐标方程表示。

- 参数方程：在平面直角坐标系中，设物体运动路径为曲线C，以参数t为自变量，则物体在任意时刻t的位置可以表示为(x(t), y(t))，其中x(t)和y(t)是t的函数。

例如，对于抛物线曲线运动，其参数方程为：x(t) = v0cosθty(t) = v0sinθt - (1/2)gt^2其中，v0是初速度，θ是抛射角度，g是重力加速度。

- 极坐标方程：在二维极坐标系中，设物体运动路径为曲线C，以参数t为自变量，则物体在任意时刻t的位置可以表示为(r(t), θ(t))，其中r(t)和θ(t)是t的函数。

例如，对于圆周运动，其极坐标方程为：r(t) = Rθ(t) = ωt其中，R是圆的半径，ω是角速度。

2. 速度函数物体在曲线运动中的速度可以用速度函数来描述。

速度函数是位置函数对时间的导数，表示物体在各个时刻的速度大小和方向。

- 参数方程速度函数：v(t) = (x'(t), y'(t))其中，x'(t)和y'(t)分别表示位置函数x(t)和y(t)对时间t的导数。

- 极坐标速度函数：v(t) = (r'(t), θ'(t))其中，r'(t)和θ'(t)分别表示位置函数r(t)和θ(t)对时间t的导数。

3. 加速度函数物体在曲线运动中的加速度可以用加速度函数来描述。

高中物理公式：曲线运动、万有引力平抛运动水平方向速度：Vx=V o 2.竖直方向速度：Vy=gt水平方向位移：x=V ot 4.竖直方向位移：y=gt2/2运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V o2+(gt)2]1/2位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2V o水平方向加速度：ax=0;竖直方向加速度：ay=g注：(1)平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;θ与β的关系为tgβ=2tgα;在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

匀速圆周运动线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合周期与频率：T=1/f 6.角速度与线速度的关系：V=ωr角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。

注：(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心;万有引力开普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝万有引力定律：F=Gm1m2/r2(G=6.67*10-11N?m2/kg2，方向在它们的连线上)天体上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天体半径(m)，M：天体质量(kg)｝卫星绕行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天体质量｝第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半径｝注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供，F向=F万;应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同;卫星轨道半径变小时，势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反)看看网友们都有什么想法网友1F=mvv/R=mrωωF=KQ1Q2/RRF=GM1M2/\RR忘了，自己在推导，又就知道了，理解，就好网友2F=G*M1*M2/r 2(G是万有引力常数=6.67*10 -11，M1，M2是两物质量，r 2是r的平方，10 -11是10的负11次幂).。

加速运动中的速度、位移和加速度计算1.定义：速度是描述物体运动快慢的物理量，等于物体在单位时间内通过的路程。

2.计算公式：v = s/t，其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。

（1）匀速直线运动：速度保持不变。

（2）变速直线运动：速度不断变化。

（3）曲线运动：速度方向时刻变化。

1.定义：位移是描述物体位置变化的物理量，等于物体从初位置到末位置的有向线段。

2.计算公式：Δx = x_f - x_i，其中Δx表示位移，x_f表示末位置，x_i表示初位置。

3.性质：位移是矢量，有大小和方向。

4.定义：加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，等于物体速度变化量与时间变化量的比值。

5.计算公式：a = Δv/Δt，其中a表示加速度，Δv表示速度变化量，Δt 表示时间变化量。

6.性质：加速度是矢量，有大小和方向。

四、加速运动1.定义：加速运动是指物体在运动过程中速度不断增加的运动。

（1）匀加速运动：加速度保持不变。

（2）变加速运动：加速度不断变化。

五、计算方法1.运用公式：在已知条件的情况下，运用速度、位移和加速度的计算公式进行计算。

2.画图解：根据物体运动的实际情况，画出速度-时间图、位移-时间图或加速度-时间图，通过图象分析解决问题。

3.运用牛顿运动定律：在涉及外力作用的情况下，运用牛顿运动定律分析物体受力情况，从而解决问题。

六、注意事项1.在计算过程中，注意单位的转换，确保各物理量单位一致。

2.分析物体运动时，注意区分匀速、变速和曲线运动的特点。

3.在解决实际问题时，结合物体运动的实际情况，选择合适的计算方法。

习题及方法：1.习题：一物体做匀速直线运动，速度为2m/s，运动了5秒，求物体通过的路程。

方法：根据速度公式v = s/t，代入已知条件，得到s = v t = 2m/s 5s = 10m。

2.习题：一辆汽车从静止开始加速，加速度为0.5m/s^2，运动了10秒，求汽车的速度。

方法：根据加速度公式a = Δv/Δt，代入已知条件，得到Δv = aΔt = 0.5m/s^210s = 5m/s。