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高考物理三轮复习考点夯实之圆周最高点
2014.08.24 02:16

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圆周运动学习中,不少同学会在这个问题上理解的不到位,那就是物体刚好通过轨道的最高点是什么情况?刚好通过最高点受力情况如何?本文来分析一下这个问题。
在课下做物理题或考试中,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:
先来把向心力性质做一个巩固,做圆周运动的物体,受力是不平衡的,外力在径向投影,提供物体的向心力。
(1)沿着圆弧状外轨道恰好通过圆周最高点的情况
外轨道的支持力为零,向心力全部由重力来提供。公式mg=m*v*w
(2)绳子拉力下物体刚好通过最高点的情况
要理解绳子只能提供拉力,因此,恰好通过最高点,向心力依然是重力提供,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,对应的轨道支持力(以及2的绳子拉力T)就不再为零了,这种情况下是:重力与支持力(拉力)共同提供向心力,显然圆周运动的线速度会增加。
(3)杆件作用下恰好通过最高点的情况
区别于绳子,杆件能提供拉力和支持力两种作用,因此物体恰好通过最高点的速度为零,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,圆弧内外两侧轨道既可以提供向上的力(内弧),同样也可以提供向下的支持力(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平衡,向心力为零。
笔者建议同学们画几个图,自己分析下,才能把这些结论看明白,彻底吃透。这个考点很基础,不过考的频率也很大。
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/杨建波,转载请注明笔者与高中物理网首页(http://gaozhongwuli.com/ )链接,谢谢合作。

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