题目
物体作曲线运动时,必有加速度,加速度的法向分量一定不等于零。(拐点除外)A. 正确B. 错误
物体作曲线运动时,必有加速度,加速度的法向分量一定不等于零。(拐点除外)
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查对曲线运动中加速度方向及分量的理解,特别是法向加速度的存在性。
解题核心思路:
- 曲线运动的特征:速度方向时刻变化,因此必存在加速度。
- 加速度的分解:加速度可分解为切向分量(改变速度大小)和法向分量(改变速度方向)。
- 法向加速度的本质:由公式 $a_n = \frac{v^2}{r}$ 可知,只要轨迹曲率半径 $r$ 有限且速度 $v \neq 0$,法向加速度必然存在。
- 拐点的特殊性:拐点可能对应曲率半径趋于无限大,此时法向加速度趋近于零,但题目明确将拐点作为例外情况排除。
破题关键:
- 明确曲线运动中速度方向变化必然导致法向加速度存在(除拐点外)。
- 理解拐点是题目中允许法向加速度为零的特殊情况。
曲线运动的加速度分析:
- 加速度的来源:
- 物体作曲线运动时,速度方向不断变化,因此速度矢量必然变化,根据 $\vec{a} = \frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}$,物体必有加速度。
- 加速度的分解:
- 切向分量 $a_t$:反映速度大小的变化,若速度大小恒定(如匀速率圆周运动),则 $a_t = 0$。
- 法向分量 $a_n$:反映速度方向的变化,由公式 $a_n = \frac{v^2}{r}$ 决定,其中 $r$ 为轨迹的曲率半径。
- 法向加速度的存在性:
- 在曲线运动中,轨迹的曲率半径 $r$ 是有限的(否则轨迹为直线)。
- 若速度 $v \neq 0$,则 $a_n = \frac{v^2}{r} > 0$,即法向分量必然存在。
- 拐点的例外:
- 拐点可能对应轨迹曲率半径趋于无限大,此时 $a_n \to 0$,但题目明确将拐点排除在外。
结论:除拐点外,曲线运动中法向加速度一定不为零,因此题目描述正确。