试析物体曲线运动的受力及解题方法

石又尹

【摘 要】近年來，随着我国新课程改革的不断深入，我们在学习高中物理的过程中接触的知识点越来越多，并且有很多都被列入重点范围。其中，曲线运动的受力方式分析是很多同学在学习过程中并不能弄懂的类型，我们可以通过平时的考试发现，物体做曲线运动的类型题出现的次数比较多，但是部分同学在这一个章节的学习中还是陷入了焦灼，我主要根据自己的学习经验对物体曲线运动的受力及解题方法进行分析，希望对同学们有一定的帮助。

【关键词】曲线运动；受力分析；解题方法

曲线运动的受力分析和直线运动是存在较大的差别的，首先，我们要明确物体做曲线运动时，它的速度是一定发生了变化的，但是不一定是匀变速运动，因此，我们可以看出物体做曲线运动时，其解题方式是存在一定的难度的。

一、曲线运动受力及解题的要点

我们在学习高中物理的过程中，首先就会接触运动章节，但是一般最先接触的是直线运动，因此，可以说，这为我们学习曲线运动打下了一定的基础，但是，同时我们又会受到物体做直线运动的解题方式的影响。我们在对做曲线运动的物体进行受力分析的时候，首先要对物体的加速度情况进行分析，如果物体在做曲线运动的过程中受到的是恒力，则其加速度不会发生变化，一旦物体的受力情况发生了变化，则其加速度也会随之变化，这种变化主要体现在加速度的大小和其方向上，我们在解题的过程中是需要对这两个方面都进行分析的。就曲线运动的方向而言，物体是一直在发生变化的，物体在某一点的速度方向就是沿曲线上该点的切线方向，并且曲线上的任意一条切线一直都是在曲线的外侧的，所以就有教材中的结论：物体运动的曲线轨迹是一定向合外力方向弯曲的，也就是合外力方向指向曲线内侧。

二、物体做曲线运动的方式

（一）平抛运动

平抛运动是最基础的曲线运动，我们在学习曲线运动的过程中就经常会碰到这类题型，平抛运动就是指物体以一定的初速度沿水平方向抛出，并且在运动过程中只会受到重力的作用，因此，我们在解题的过程中就需要对平抛物体的重力和其初速度进行分析。物体在做平抛运动的过程中我们可以将其运动方向的力进行分解，利用平行四边形的受力分解方式将分解为水平方向和竖直方向的力，因此，其水平方向的分力就可以看成是匀速直线运动，竖直方向就是做自由落体运动。物体做平抛运动时，是可以根据其物理公式进行相关计算的，主要的计算公式有：x=v0t，vx=vo，y=1/2gt2，vy=gt。

这是物做平抛运动的过程中常用的物理关系，需要注意的是，这些物理关系式只有物体的初速度比较小，并且其抛出点的高度不太高的情况下才能运用，我们在解题过程中就可以将地面看做是水平面。

（二）匀速圆周运动

匀速圆周运动也是曲线运动的一种常见方式，这种运动方式是指质点在做圆周运动的过程中，在相同的时间内通过的圆弧长度相等，就可以说其运动方式是一种匀速的圆周运动。我们在描述物体做匀速圆周运动的过程中需要用几个物理量对其进行表示：物体的线速度是v=s/t，加速度为w=2π/T，并且两者之间的关系可以表示为v=w·r。

我们在解答圆周运动的相关问题的时候，需要用到向心力和向心加速度这两个物理量，因此，就需要明确这两种物理量的概念的计算方式。向心力是质点做圆周运动时受到的始终指向圆心的力，并且向心力的作用效果是只改变物体的方向，不改变速度的大小的。向心加速度是向心力产生的加速度，它主要是描述物体运动方向改变的快慢的一种物理量。我们在解答很多曲线运动的题时都需要运用到向心力和向心加速度这两种概念。

三、物体做曲线运动的受力分析类型

我们在对做曲线运动的物体进行受力分析的过程中，通常要对其进行力的合成或者分解。一般来说，物体的分解情况是有两种方式的，一种是结合受力情况，根据力的独立作用原理和运动独立性原理对其进行分解，平抛运动就是这样一种需要进行力的分解的曲线运动：

另一种是仅仅依据运动的效果进行分析分解的，这种分解方式通常运用于“渡河问题”中：

运动的合成就是在分解的相反方向进行的。我们在对力进行分解或者合成的过程中，需要遵循平行四边形原则，这样才能在解答相关问题的过程中对曲线运动的受力进行较好的分析。

（一）渡河问题

我在前面提到力的分解中的渡河问题，这是我们在学习曲线运动这一章节中必须掌握的物理题型，很多同学在解答这类题的过程中，不能明确物体的速度和时间之间的关系，我在解答这类题的过程中通常会将渡河的最短时间和最短路程分开来分析。当题目问到小船需要 在最短的时间内完成渡河时，就是需要船身与河岸垂直。

而当题目问到渡河的最短路程时，就需要分两种情况进行分析，一种是当v1>v2时，船身与河岸？琢角，这时使船的和速度垂直于河岸即可：

另一种是当V1

（二）其他问题

曲线运动中还有很多问题是比较常见的，比如火车转弯和汽车过拱桥和凹桥等，同学们在极大这些问题的时候首先需要进行正确的受力分析，这些都是根据曲线运动的受力分析原理就可以得出结果的，我在这里就不多做说明。

四、结语

综上所述，我们在对做曲线运动的物体进行受力分析和解答具体的问题的过程中，需要明确其中的物理关系，弄清曲线运动的受力原理，这样就可以比较容易地对其进行解答。

参考文献：

[1]毛国方.例谈物体在受力和运动状态之间的对应关系[J].数理化学习：高中版，2011

[2]缪峰峰.曲线运动习题的解题技巧[J].新高考：高一物理，2014