高三物理合成运动包括以下几种情况:
1. 两个直线运动的合成:包括匀速直线运动和匀变速直线运动,也包括其他的直线运动,如匀速圆周运动。
2. 力和速度的合成:例如平抛运动的合运动,可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
3. 力和加速度的合成:例如匀速圆周运动,可以分解为两个相互垂直的分运动,即匀速圆周运动和自由落体运动。
4. 曲线运动的合成:例如平抛运动,可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
以上就是高三物理合成运动的主要内容,包括运动的合成和分解,以及一些具体的例子。这些知识可以帮助我们更好地理解和掌握物理运动的规律和特点。
问题:一个物体在水平面上运动,受到一个与运动方向相同的恒定拉力F作用,同时受到一个大小为F、方向竖直向上的空气阻力。物体在一段时间内从静止开始运动,求这段时间内物体的速度变化。
分析:
1. 物体受到的恒定拉力F和空气阻力可以合成一个合力F',方向与运动方向相同。
2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度为a = F' / m,其中m为物体的质量。
解答:
设物体在一段时间t内的位移为s,初速度为v0,末速度为v1。根据运动学公式,有:
s = v0t + 1/2at^2
v1 = v0 + at
将加速度a代入上述公式,得到:
s = Ft + Ft^2/2m - Ft^2/2m = Ft + Ft^2/m
v1 = Ft + Ft
由于空气阻力的方向与运动方向相反,因此空气阻力对物体做负功,使得物体的动能减小。根据动能定理,有:
Fs = △E_k
其中△E_k表示物体动能的改变量。将上述公式代入已知条件,得到:
Ft = Ft^2/m - Ft^2/m + Ft^2 - △E_k
由于空气阻力的大小恒定不变,因此可以忽略不计。根据牛顿第二定律,物体受到的合力为F' = F - F',其中F'为空气阻力的大小。将上述公式代入已知条件,得到:
F' = F - Ft = F(1 - t)
a = F'/m = F(1 - t)/m
将加速度a代入末速度公式中,得到:
v1 = Ft + F(1 - t)t = F(1 + t)t
由于物体从静止开始运动,因此初始速度v0 = 0。将已知条件代入位移公式中,得到:
s = F(1 + t)t^2/2m = (F/m)(1 + t)^3/2
综上所述,物体在这段时间内的速度变化量为Δv = v1 - v0 = (F/m)(1 + t)^3。由于空气阻力的大小恒定不变,因此物体在这段时间内的速度变化量与时间成正比。
总结:通过以上例题,我们可以更好地理解高三物理合成运动的知识点,包括力的合成、加速度的计算、动能定理的应用等。