【种花家务·物理】1-12-01物体作曲线运动的条件，速度的方向『数理化自学丛书66版』

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第十二章曲线运动，转动

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的】 

§12-1物体作曲线运动的条件，速度的方向

【01】到现在为止，我们所讨论的都是有关直线运动的问题。本章要讨论有关物体作曲线运动的问题，包括它们的运动规律、受力情况等等。

【02】我们着重讨论平抛运动，斜抛运动和匀速圆周运动。这是三种最简单和最常见的曲线运动。

【03】此外，还要讨论物体的转动和传递转动的装置一皮带传动装置和齿轮传动装置。

【04】物体在作直线运动时，它所受到的作用力总是跟它的运动方向位于同一直线上。当作用力跟运动的方向相同时，物体作加速直线运动，例如火车从车站开出时的运动，自由落体运动等。当作用力跟运动的方向相反时，物体作减速直线运动，例如火车到站前的运动，竖直上抛运动的上升过程等。

【05】如果物体所受到的作用力跟运动的方向成角度时，物体将怎样运动呢？

【06】让我们先来做一个实验。如图12·1所示，一个钢球从斜面上滚到水平的桌面上。如果没有旁边放着的磁铁，它将沿图上的虚线作直线运动。现在在虚线的一侧放一块磁铁后，钢球因为受到一个与运动方向不一致的磁力作用而改变为沿曲线运动了。

【07】由此可见，物体在受到与它的运动方向成角度的力的作用时作曲线运动。也就是说，要使物体作曲线运动，必须给它一个与运动方向成角度的力的作用。这就是物体作曲线运动的条件。例如，向水平方向或斜向抛出去的小石块，总是作曲线运动，这是由于它受到与运动方向成角度的重力作用（重力方向总是竖直向下)的缘故。

【08】物体在作曲线运动时，它的速度方向（即运动方向）时刻在变化着，那么究竟如何来确定物体在某一时刻或某一位置的速度方向呢？

【09】这个问题可以用我们在日常生活中所遇到的很多事例来回答。例如当我们缓慢地转动雨伞时，雨伞上的水滴会附着在伞上作圆周运动，如果加快转动，就可以看到水滴都从自己原来的位置沿圆周的切线方向飞出（图12·2）。骑自行车时，当轮盘转动得较快，轮盘上的泥水就会沿轮盘四周的切线方向飞去。又如用砂轮磨刀时，也可以看到有炽热的微粒沿砂轮四周的切线方向飞出（图12·3）。在这些事例中，水滴和炽热的微粒等原来都是附着在转动物体上作圆周运动的，它们的运动方向随时在改变。它们都是沿切线方向离开转动物体，这就表示它们在任何位置都是沿切线方向运动的。

【10】由此可见，物体作曲线运动时，速度的方向时刻都在变化；物体通过曲线上某一点的速度方向，就是该点的切线方向。例如，物体沿图12·4所示的曲线运动时，它在经过A、B、C等点时的速度方向，就是各点的切线方向。