试题-全国-2007_力和速度之间的夹角与速度变化的关系 专题辅导 不分版本.rar

用心爱心专心122号编辑1力和速度之间的夹角与速度变化的关系山东王木海速度是个矢量，既有大小又有方向。速度的变化不外乎以下几种情况：（1）仅仅是大小变化而方向不变（如匀变速直线运动）；（2）仅仅是方向变化而大小不变（如匀速圆周运动）；（3）大小和方向均发生变化（如平抛运动）。力是改变物体运动状态的原因，无论是大小发生变化，还是方向发生变化，还是大小、方向同时发生变化，都取决于力跟速度之间的夹角。本文就这一问题跟大家作一分析讨论。一、仅仅是大小变化而方向不变这一情况的出现，其原因是物体的受力方向与其速度方向在同一条直线上。当力与速度方向在同一条直线上时，加速度与速度就在同一条直线上，此时力只改变速度大小而不改变速度方向，使物体做直线运动。并且，当力与速度同向时，加速度与速度同向，速度的变化量与初速度方向一致，使物体的速度增加，如图1所示；当力与速度反向时，加速度与速度反向，速度的变化量与初速度方向相反，使物体的速度减小，如图2所示。二、仅仅是方向变化而大小不变这一情况的出现，其原因是物体的受力方向始终与速度方向垂直。当力与速度方向垂直时，加速度与速度方向垂直，此时力仅仅改变速度方向而不改变速度大小，所以物体做匀速圆周运动，并且这个力始终指向圆心，如图3所示。三、速度的大小和方向均发生变化这一情况的出现，其原因是物体的受力方向既不与速度在同一条直线上，也不与速度相互垂直，而是存在一定的夹角（钝角或锐角）。此时力将产生两个效果。我们可以将力F沿速度方向（或其反方向）和垂直于速度的方向分解，如图4—1、4—2所示。其中F1与速度方向在同一条直线上，叫切向分力，它使物体产生的加速度叫切向加速度，其作用是改变速度的大小；F2与速度方向垂直，这个分力叫径向分力，它使物体产生的加速度叫径向加速度，其作用是改变物体速度的方向，使物体的速度朝它的方向变化，从而做曲线运动。所以F的作用效果是：既改变速度大小又改变速度方向，使物体做速度大小不断变化的曲线运动。不难理解，当力与速度之间的夹角是锐角时，其切向分力与速度方向一致（图4—1所示），使物体做加速曲线运动；当力与速度之间的夹角是钝角时，切向分力与速度反向（图4—2所示），使物体做减速曲线运动。实例分析：1、物体做平抛运动时，速度方向沿各点的切线方向，而所受合外力——重力的方向竖直向下，它们之间的夹角是一锐角，所以物体做速度不断增大的曲线运动。2、课本55页问题与练习第5题。原题如下：一辆汽车在水平路面上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图5中甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是哪个？解析：（1）径向分力改变速度的方向，它应该指向轨迹的凹侧，所以首先可以排除甲与丁。（2）汽车由M向N行驶，速度方向沿各点的切线方向。图乙中，切向分力与速度方向之间的夹角是一锐角，如图6—1所示，汽车做加速运动，不符合题意；只有丙图中的切向分力与速度方向之间的夹角是一钝角，如图6—2所示，可以使汽车做减速运动，所以正确答案应是丙。