在生活中,直线运动与曲线运动随处可见,例如在公路上行驶的汽车就是在做直线运动,但它的四个轮胎却是在做实打实的的曲线运动,也就是圆周运动,而且,汽车的实际速度都是按照做圆周运动的轮胎来计算的。那么,物体做曲线运动与直线运动有怎样的区别呢?

物理曲线运动讲解(直线运动与曲线运动有怎样的区别呢)(1)

第一:速度的求法不同

物体做直线运动时,其速度的大小等于位移与经过的时间比值,即V=S/T。而物体做圆周运动时,其线速度的大小却等于物体经过的弧长(路程)与时间的比值,即V=S/T。在这里就要普及一下位移与路程的区别了。

物理曲线运动讲解(直线运动与曲线运动有怎样的区别呢)(2)

位移是在地球上两个点的直线距离,跟物体的运动轨迹无关。而路程则是物体的实际运动轨迹。我们知道,地球本身就是圆的,如果有一条铁路连接着南极与北极,当火车在上面行驶的过程中,人们看着火车总是在做直线运动,而它实际上在做曲线运动。因此,人们规定,只要物体在地球上沿着一个方向运动,那么它所做的运动就是直线运动。

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第二:匀速运动的内涵不同

当物体做匀速直线运动时,物体的速度与方向都没有改变。当物体做匀速圆周运动时,物体的线速度大小不变,但物体的速度方向时刻在变,也就是说,物体做匀速圆周运动时,实质上物体在做变速运动。

物理曲线运动讲解(直线运动与曲线运动有怎样的区别呢)(4)

第三:加速度的求法不同

我们知道,物体做直线运动时,其加速度等于单位时间内速度变化的量,即a=△V/△T。当物体做匀速直线运动时,速度的变化量为零,所以加速度为零。但是,当物体做匀速圆周运动时,物体的加速度就不能用速度的变化量与时间的比值来求解了。

物理曲线运动讲解(直线运动与曲线运动有怎样的区别呢)(5)

因为,物体做匀速圆周运动时,是受到了一个指向圆心的力来使物体做匀速圆周运动,根据牛顿第一定律可知,物体只要受到了力的作用,那么这个力就能给物体一个加速度,这是这个加速度为物体的法向加速度,它只能改变物体速度的方向,并不能改变物体速度的大小。

而当物体做平抛运动时,这种简单的曲线运动下,物体的加速度就是重力加速度。因此,平抛运动是可以分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的。

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第四:完全失重的本质是相同的

当人和电梯以重力加速度g一起向下运动时,此时人对电梯的压力为零,人处于完全失重状态。当人和空间站以重力加速度g做匀速圆周运动时,人对空间站的压力也为零,此时人也处于完全失重状态。因此,不管人是做直线运动还是曲线运动,其失重的本质就是人的加速度为重力加速度g。

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第五:它们的内在联系

根据本文开始所述就能得出如下结论,任何曲线运动都可以被微分成直线运动,这项理论基础,不仅适用于数学,而且还广泛的运用到物理学中,使其问题简画,从而帮助人们更好的理解万物中的道理。

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