曲线运动的速度方向

实验目的

认识曲线运动速度方向沿轨迹切线方向，并知道它是变速运动。

实验原理

质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。当物体脱离约束的瞬间，不再受到改变其运动方向的力，就沿该点切线飞出。曲线运动的速度方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，一定有加速度。

实验器材

• 做曲线运动的小球
• 弯曲的运动轨迹
• 轨迹上各点的切线方向
• 小球离开轨道的瞬间

实验步骤

1. 观察小球沿弯曲轨道运动的轨迹。
2. 在轨迹上选取不同位置，观察该点速度方向的标示。
3. 观察小球离开轨道的瞬间，记下它运动的方向。
4. 比较该方向与轨迹在这一点的切线方向。
5. 改变离开的位置，重复观察。

实验现象与结论

小球从轨道不同位置离开后，都沿离开处的切线方向飞出。说明曲线运动中质点在某点的速度方向沿该点的切线方向。由于轨迹上各点切线方向不同，速度方向不断变化，所以曲线运动是变速运动。

注意事项

• 若用真实砂轮做演示，须在教师指导下进行并佩戴护目镜。

常见问题

曲线运动的速度方向怎么判断？

在曲线上某点作切线，速度方向就沿该点的切线，并指向运动前进的一侧。

为什么曲线运动一定是变速运动？

速度是矢量，曲线运动中速度方向不断改变，所以速度一定在变化。