关注王尚老师微信公众号:王尚 ,可免费获取物理视频资料
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?本文就来与同学们系统分析一下这个问题。
在课下做物理题或考试中,我们总是遇到这样的话:物体恰好运动能到圆周最高点,刚好通过最高点。这些话具体的含义是什么呢?借助于4种典型情况来作一个分析,如下:
先来补充一个基本概念:做圆周运动的物体(不管匀速非匀速),必然受力不平衡,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
该情况下弹力为零,重力全部用来提供向心力。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
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,显然圆周运动的线速度会增加。
(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,因此物体恰好通过最高点的速度为零,这种情况下重力与支持力抵消掉了,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
这种情况与第(3)中情况类似,圆弧两侧轨道既可以提供向上的力(内弧),也可以提供向下的支持力(外弧),恰好通过最高点,其速度可以为零,对应的是支持力与重力抵消,物体所受的向心力为零。
笔者建议同学们自己画几个图,认真分析下,才能把这些结论彻底吃透。这个考点虽然很基础,只是向心力基本性质的应用,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
文章作者:李世超,转载本文前请联系笔者,注明原文作者与高中物理网首页(http://gaozhongwuli.com/ )链接。
关注王尚老师微信公众号:王尚,可免费获取物理视频资料