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高三物理三轮复习基础知识解析之圆周最高点
2014.09.18 17:08

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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,那就是小球刚好通过最高点是什么意思?物体刚好通过最高点时受力如何?本文就来与同学们系统分析一下这个问题。
在做物理题时,我们总遇到这样的描述: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:
先来把向心力性质做一个巩固,做圆周运动的物体(不一定匀速),受力是不平衡的,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通过最高点的情况
该情况下弹力为零,重力全部用来提供向心力。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
要知道绳子只能提供拉力,因此恰好通过最高点,依然是重力完全提供向心力,此时绳子拉力为零。
在上述1、2两种情况下,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)内外两侧的圆弧轨道作用下通过最高点
这种情况与第(3)种情况完全相同,因为圆弧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),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,向心力为零。
笔者建议同学们画几个图,自己分析下,这样才能把上面的结论彻底吃透。这个考点虽然很基础,不过考的频率也很大。
参考文献:
重力http://za.gaozhongwuli.com/133
向心力http://zb.gaozhongwuli.com/index.php/archives/186
文章作者:高健,转载本文必须注明作者与高中物理网首页(http://gaozhongwuli.com/ )链接,并不推荐转载,敬请谅解。

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