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運動的合成與分解

我們在前期學習運動的時候就已經知道了描述運動狀態的主要物理量(位移、速度、加速度)都是向量,向量可以合成與分解,所以為了更加深入的理解曲線運動,我們也需要將運動進行合成與分解。

首先明確幾個概念

合運動與分運動:一個物體的實際運動往往同時參與幾個運動,我們把這幾個運動叫作實際運動的分運動,把這個實際運動叫作這幾個分運動的合運動。

運動的合成與分解:已知分運動求合運動稱為運動的合成;已知合運動求分運動稱為運動的分解,兩者互為逆運算。

其次清楚合運動與分運動的關係

等時性:各分運動經歷的時間與合運動經歷的時間相同。這一點是我們運算的時候經常需要用到的特點,大家要注意。

獨立性:一個物體同時參與幾個分運動,各分運動獨立進行不受其他分運動的影響。這一點我們需要注意的是進行分運動的計算時,只需要清楚分運動的運動狀態及其物理量的變化。也就是說分運動也滿足該運動方向上的運動學和動力學方程。

同效性:各分運動的規律疊加起來與合運動的規律有相同的效果。這一點是我們進行運動合成與分解的前提條件。

再次運動的合成與分解的規則。

曲線運動對於我們來說不好理解或者定量分析,但是如果我們能化曲為直就可以實現這個目的。由以上特點,我們可知不在同一條直線上的兩個分運動合成時遵循平行四邊形定則;分解時常用的方法有根據運動的實際效果分解或正交分解。

幾種典型的運動合成

①.兩個勻速直線運動的合運動仍然是勻速直線運動。

②.一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動是勻變速運動,當二者共線時為勻變速直線運動,不共線時為勻變速曲線運動。

③.兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動仍然是勻加速直線運動。

④.兩個勻變速直線運動的合運動仍然是勻變速運動;若合初速度與合加速度在同一直線上,則合運動為勻變速直線運動,不共線時為勻變速曲線運動。

從運動的合成與分解再次審視曲線運動

曲線運動中,物體所受的合外力都可以分解為沿速度方向和垂直速度方向兩個分量,其中沿速度方向的分量改變速度(水平速度)的大小,就可以定義切向加速度,垂直速度的分量改變速度的方向,就可以定義法向加速度。再次強調,曲線運動中速度的方向時刻在變,因為速度是個向量,既有大小,又有方向,只要兩者中的一個發生變化我們就是就表示速度向量發生變化。所以曲線運動絕對是變速運動。

後續我們來看幾種典型的曲線運動。

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分類: 健康
時間: 2022-01-26

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