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高三物理三轮复习常考点解析之圆周最高点
2014.09.12 10:44

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在学习圆周运动的时候,很多学生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?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,受力必然不平衡,外力在径向投影,提供物体的向心力。
(1)沿着圆周的外轨道,刚好能通过最高点的情况
外轨道的支持力为零,重力全部用来提供向心力。公式F合=F向=mg=m*v*w
(2)绳子拉力下,刚能通过最高点的情况
绳子只能提供拉力,因此恰好通过最高点,向心力依然是重力提供,此时绳子拉力为零。
在上述两种情况下,物体的速度如果增加,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,杆件能提供拉力和支持力两种作用,因此物体恰好通过最高点,其速度可以为零,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)内外侧圆弧轨道作用下通过最高点
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,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。这个考点很基础,可在考试中却总出现,尤其是一些综合力学题中。同学们还要引起足够重视。
参考文献:
重力http://za.gaozhongwuli.com/133
向心力http://zb.gaozhongwuli.com/index.php/archives/186
原文作者:田小溪,转载请注明笔者与物理网(http://gaozhongwuli.com/ )链接,谢谢合作。

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