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很多学生在学习圆周运动的时候,会对这个问题理解的不到位,那就是物体刚好通过圆周的最高点是什么意思?物体刚好通过最高点有什么特点?本文来分析一下这个问题。
在做物理题时,我们总是遇到类似的题意描述:物体刚好可以运动到最高点,刚好通过最高点。这些话的含义是什么呢?我们来通过4种典型情况来作分析,如下:
先来补充一个基本概念:做圆周运动的物体(不一定匀速),受力是不平衡的,必须有外力作用,这些外力在径向投影提供向心力。
(1)沿着圆弧状外轨道刚好能通过最高点的情况
该情况下弹力为零,向心力全部由重力来提供。对应公式mg=m*v*w
(2)绳子拉力下物体刚好通过最高点的情况
要知道绳子只能提供拉力,因此恰好通过最高点,依然是重力提供了所有的向心力,此时绳子拉力T为零。
在上述1、2两种情况下,物体在最高点的速度如果增加一些,其轨道支持力、绳子拉力就不再为零,这种情况下是:重力与支持力(拉力)共同提供向心力,结合向心力公式,不难分析出,圆周运动的线速度会增加,这与前面的分析一致。
(3)在杆件作用下物体恰好通过最高点的情况
区别于绳子,杆件既可以提供拉力还可以提供支持力作用,物体恰好通过最高点,速度可以为零,此时物体重力与支持力作用方向相反,大小相等,抵消掉了,合外力与向心力都为零,通过向心力的运算,其速度为零(最小值)。
(4)在内外侧圆弧轨道作用下,物体刚好通过最高点
这种情况与(3)类似,圆弧两侧轨道既可以提供向上的力(内弧),也可以提供向下的力(外弧),刚好通过最高点,物体速度可以为零,对应的是支持力与重力抵消,物体所受的向心力为零。
笔者建议同学们画几个图,画出受力图,分析下各种情况的向心力情况,才能把这些结论彻底吃透。这个考点虽然很基础,不过在考试中考的频率也很大。
参考文献:
高中物理知识点总结http://gaozhongwuli.com/zongjie
向心力http://zb.gaozhongwuli.com/index.php/archives/186
文/李世超,转载请注明笔者与高中物理网主站(http://gaozhongwuli.com/ )链接,谢谢合作。
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