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曲线运动是什么

发布时间: 2026-05-16 17:25
精选回答

曲线运动curvilinear motion 轨迹是曲线的质点运动。

当运动物体所受外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。匀速圆周运动、抛射体运动、有心力场中的运动是典型的曲线运动。

①匀速圆周运动。轨迹是圆周且在相等时间里通过相等圆弧长度的物体运动。描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度和周期。物体运动过程中始终受到与其线速度方向垂直的大小不变的向心力的作用。匀速圆周运动的线速度是物体单位时间所通过的圆弧长度 。物体运动时间 t增大几倍,它通过的弧长 s也增大几倍 。其速度v的大小不变 ,v=s/t;方向随时间改变,沿物体各时刻所在圆周各点的切线方向。匀速圆周运动的角速度是连接运动物体和圆心的半径在单位时间所转过的角度 。设t时间内 ,半径转过的角度为j,则角速度ω=j/t,它的大小不随时间改变 。匀速圆周运动的周期是运动一周所用的时间。如果圆周半径为r ,则周期,从而得出v=rω。

②抛射体运动。以任意初速抛出的物体在重力作用下的运动。如果初速沿水平方向,则为平抛物体的运动;如果初速同水平面有一向上的夹角,则为斜抛物体的运动。物体运动过程中始终受到跟它的速度方向不在同一直线上的重力作用。抛射体运动就是不考虑地球转动、不计空气阻力、视地球表面为平面 、重力加速度g为常数的抛射体运动 。在静止于地面的直角坐标系中,若抛射体的初始位置为x0=0,y0=h;初速v0与水平面成θ0角,则其轨道方程为,这是抛物线方程 。当y=h时,可从上式求得抛射体的射程:。当θ0=45°时 ,射程最大。抛射体的实际运动就是考虑空气阻力影响的抛射体运动。其质心轨迹称为弹道。阻力对轨道的影响是缩短射程、减小落地速度和增大落地角,并使弹道具有铅直渐近线。炮弹的运动就是抛射体的实际运动。

③有心力场中的运动。运动物体(视为质点)在空间各个位置所受力的作用线都通过空间某一固定点,且力的大小为两点距离的函数的物体运动。该空间力场称为有心力场,该固定点称为力心。行星、彗星在太阳系中所受太阳的巨大引力远大于其他行星引力之和,故可近似地认为行星、彗星在以太阳为力心的有心力场中运动。有心力场中物体的运动轨迹不仅取决于有心力的性质,也随物体的初始条件而异。

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