物理中的曲线运动主要包括:
1. 匀变速曲线运动:包括平抛运动和在匀强电场下的带电粒子偏转(类平抛)运动。
2. 非匀变速曲线运动:常见的有圆周运动,如绳拉着小球在竖直平面内做圆周运动,或杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动,但最高点和最低点速度方向与加速度方向不共线。
3. 匀速圆周运动:合力总是指向圆心,合外力大小不变,方向时刻变化(始终与速度方向垂直),不做功(动能不变)。
4. 螺旋运动:如弹簧振子的振动过程,或安培力从指向磁场到与磁场垂直的过程中。
5. 电子绕原子核的圆周运动,等等。
以上是常见的几种曲线运动,实际上在物理中曲线运动是一个非常大的分类,有很多不同的情况。
题目:一个质量为 m 的小球,在水平外力 F 的作用下,从 A 点沿曲线轨道运动到 B 点。已知 A、B 两点间的距离为 L,且 OA 与 OB 方向均与水平方向成 θ 角。求小球在运动过程中,水平外力 F 所做的功。
解答:
首先,我们需要明确做功的两个要素:力和在力的方向上发生的位移。对于本题,小球受到的水平外力 F 与它的运动轨迹垂直,因此外力 F 不做功。
然而,小球在运动过程中受到重力作用,因此重力做功。根据功的计算公式 W = Fs·cosθ,其中 Fs 表示沿重力方向上的位移,cosθ 表示沿重力方向上的投影比例。
具体来说,小球从 A 点运动到 B 点的过程中,重力方向上的位移为 OB 方向上的距离(即 L·cosθ)。因此,重力所做的功可以表示为:
Wg = - mg·L·cosθ
其中,“-”表示重力做负功。
综上所述,小球在运动过程中受到的外力不做功,但重力做负功。因此,水平外力 F 所做的功为零。
希望这个例子能够帮助你理解物理做曲线运动的基本概念!