高中物理 曲线运动 圆周运动

作者&投稿:斐江 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
曲线运动,高中物理~

当他以V通过最高点不落下,是由重力提供向心力mg=mv2/r,当他以2v经过时
则是F+mg=m(2v)2/r,算出F为3mg.......

一分析
轨道对球的压力F'不可能为负值。小球沿轨道上行时速度逐渐减小,所需向心力F逐渐减小。
F=m(V')^2/R,设小球沿轨道运行时所在轨道半径与水平方向的夹角为r,小球重力沿半径方向的分量为 Gn=mgcosr,Gn与F'共同提供向心力。
F=Gn+F'
F'=F-Gn=[m(V')^2]/R -mgcosr
F'<0时,球脱离轨道。
临界状态为 F'=0
此时 [m(V')^2]/R=mgcosr
(V')^2=Rgcosr..........................
此时小球比轨道最低点高 H=R+Rsinr=R(1+sinr)
小球离开轨道后做斜抛运动,斜抛初速度为V'
二步骤
1.由机械能守恒定律求出V'
(1/2)mV^2=mgH+(1/2)m(V')^2
2.由式求出 r
3.求出V'的竖直分量为V''=V'sinr
再求球继续上升高度 h=(V'')^2/2g
4.小球上升的最大高度为 H'=H+h

说明:1963年的高考有一个这种类型的物理题。

设最高点速度最小值为V
重力恰好充当向心力 ,mg = mV^2/L ,所以 V = 跟(gL)

这最低点速度最大值为v
则绳子拉力不能超过8mg
有 8mg -mg = mv^2/L,得 v = 跟(7gL)

只要在最低点不断即可,最低点绳子提供8倍重力拉力,减去一个固有重力,还剩7倍重力的拉力提供向心力7mg=mv^2/L,起到了最高点仍有4mg的向心力,说明可完成圆周运动。最高点如速度最小,则只有重力提供向心力mg=mv^2/L。

当绳子拉力为0,只有小球的重力充当向心力时,小球的速度最小。根据mg=mv^2/L可得v=根号下gL.最低点时,当绳子拉力为8mg,那绳子的拉力与小球的重力的合力提供向心力,此时速度最大,可得:8mg-mg=mv^2/L,得v=根号下7gL