沿切线方向的分力F1,与速度方向在同一条直线上,只改变速度的大小,不改变速度的方向;法线方向的分力F2,它的作用效果是改变速度的方向,不改变速度的大小,使铅球做曲线运动。
当运动物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直线上时,合力在垂直速度方向的分力是使速度方向改变的原因。
例题2:如图5-2所示,物体在恒力F的作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受外力反向,大小不变,在这样的力作用下,关于物体以后的运动情况,以下说法正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动
B.物体不可能沿曲线Bb运动
C.物体不可能沿曲线Bc运动
D物体不可能沿曲线从B又返回A
解析:根据曲线运动的条件,做曲线运动的物体受到的合外力的方向与曲线AB上各点的速度方向(即切线方向)都不在一条直线上,其方向应是由曲线AB上的各点指向曲线弯曲的内侧,图5-3中的F1是在A点时恒力F的可能方向之一。当物体运动到B点时,恒力F突然反向后与B点的速度方向不在同一条直线上(为什么?),所以物体继续做曲线运动,而不可能沿直线Bb运动,同时反向后的恒力-F1应指向曲线弯曲的内侧,故物体不可能沿曲线Ba运动,也不可能沿原曲线由B返回A,只可能沿曲线Bc运动。因此正确选项为A、B、D。
点评:本题的关键,是要在理解物体做曲线运动的速度方向的特点和物体做曲线运动条件的基础上,了解曲线运动的轨迹与合力方向、速度方向三者之间的关系。
课时评价
1.若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图1所示,可能的运动轨迹是( )
2.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动的速度大小可能不变
B.曲线运动的速度方向可能不变
C.曲线运动的加速度一定改变
D.曲线运动的加速度可能不变
3.要使物体做曲线运动,需要对物体施加力作用,迫使它不断改变速度方向,那么( )
A.此力大小、方向必须改变
B.此力可以是大小、方向都不变的力
C.此力可以是方向不断变化的力
D.此力一定是方向不断变化的力
4.关于运动物体所受合力对物体运动速度的影响,下列说法正确的是( )