高三关于曲线运动的题目有很多,例如:
1. 火车转弯:火车转弯时做的是圆周运动,故一定有向心力的作用,故一定有支持力提供向心力,方向竖直向上。
2. 汽车过凸形桥:汽车过凸形桥时,桥面对汽车的支持力小于重力,汽车靠自已的发动机减速,否则汽车将飞出。
3. 汽车过凹形桥:汽车过凹形桥时,由于桥面对汽车的支持力小于重力,故汽车要减速,否则汽车将失重,加速度方向竖直向下。
4. 火车在水平轨道上转弯:火车转弯处外轨高于内轨,火车重力和支持力的合力提供向心力,方向指向弯道的圆心。
5. 飞机在水平面内做匀速圆周运动:飞机转弯时,靠离心力的作用,所受重力与空气压力的合力提供向心力。
此外,还有如绳系物体在竖直平面内做圆周运动、抛体运动等题目也涉及到曲线运动。这些题目不仅考察了学生对相关概念和原理的理解和掌握程度,也考察了他们的分析和解决问题的能力。
题目:一个质量为 m 的小球,在恒力 F 的作用下,从A点运动到B点,其中A、B两点在同一水平线上,且A、B两点间的距离为L。已知小球在A点的速度为 v_{0},方向与AB线段成30度角。求小球从A点到B点的过程中,恒力F所做的功。
解答:
首先,我们需要知道恒力F的方向。由于小球在A点的速度为v_{0},方向与AB线段成30度角,而恒力F的方向与AB线段垂直,因此恒力F的方向可以假设为与AB线段成60度角。
根据动能定理,我们有:$W = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
其中,$W$是恒力F所做的功,$m$是小球的质量,$v$是小球到达B点时的速度,$v_{0}$是小球在A点的速度。
由于小球从A点到B点的过程中只受到恒力F的作用,因此沿AB线段方向上的速度$v_{1}$是恒定的。因此,我们可以将恒力F所做的功表示为:$W = Fv_{1}L$
将上述两个公式联立起来,我们就可以求解出恒力F所做的功:
$W = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} = Fv_{1}L$
其中,$v_{1} = \sqrt{v^{2} - v_{0}^{2}}$是沿AB线段方向上的速度。
综上所述,小球从A点到B点的过程中,恒力F所做的功为:$W = FL\sqrt{3 - 2\sin(60^{\circ})}$
希望这个例子能够帮助你理解曲线运动的相关知识。