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4.(合力与速率变化的关系)(多选)物体做匀变速曲线运动轨迹的示意图如 图所示。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直,则下列说法正确 的是( CD ) A.C点的速率小于B点的速率 B.A点的加速度比C点的加速度大 C.C点的速率大于B点的速率 D.从A点到B点加速度方向与速度方向所成的角减小,速率减小
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解析 因为物体做的是匀变速曲线运动,所以合力恒定,加速度恒定,在各点 的加速度都相同,选项B错误。曲线运动合力的方向指向轨迹凹的一侧,已 知在B点加速度方向竖直向下,即合力方向竖直向下,整个过程中合力方向 一直向下。从B到C过程中,合力的夹角与速度方向的夹角为锐角,对运动 起到助推效果,速率增大,即在C点的速率大于在B点的速率,选项C正确,A 错误。从A点到B点加速度方向与速度方向所成的角从钝角变小,对运动起 到阻碍效果,则速率减小,选项D正确。
知识归纳 1.曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹的关系
2.物体的运动与合力的关系
如图所示,设合力F与物体速度v间的夹角为θ,则:
夹角θ
运动轨迹
速率变化
θ=0° θ=180°
直线
速率越来越大v↑ 速率越来越小v↓
0°<θ<90°
速率越来越大v↑
θ=90°
曲线
速率不变
90°<θ<180°
速率越来越小v↓
解析 只要力与速度不在同一直线上,物体就做曲线运动,不管是恒力还是 变力。
重难探究·能力素养全提升
探究点一 曲线运动的性质与特点
导学探究
如图所示,孩子们在做“丢沙包”游戏。 (1)丢出的沙包在空中做什么运动? (2)沙包运动的速度在不同时刻有什么特点?曲线运动 一定是变速运动吗? 要点提示 (1)曲线运动。 (2)速度方向时刻发生变化,都沿该时刻曲线的切线方向;曲线运动一定是 变速运动。