高一物理下学期压轴圆周运动兼自由落体兼受力分析综合体

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-16
物理,在斜坡上做圆周运动的物体受力分析,谢谢。麻烦画个图啊

假如沿斜坡向上运动那么摩擦力沿斜面向下,若是沿斜面向下则摩擦力沿斜面向上.摩擦力的方向和重力无关只和物体的运动方向有关.若果不受力F,物体静则静摩擦力沿斜面向上,向下运动则摩擦力沿斜面向上.

首先来分析物体的运动情况:小球是随着火车在做匀速圆周运动;再分析小球的受力就很好判断了,匀速圆周运动可以看成是给一个做匀速直线运动的物体施加一个向心力,那么此时物体的受力就是向下的重力、向上的拉力、向心力,而物体做匀速圆周运动的向心力是弹簧提供的所以弹簧的读数就是竖直向上的拉力(与重力等大反向)与水平向心力的合成力(注意是合成不是叠加)

(1):用能量守恒计算。
m1的动能增量:C点时m1"恰"脱离支撑壁,即m1v1v1/R=m1g。动能0.5m1vivi=0.5m1gR。m1的势能增量:重力势能得m1gR。全是正。故m1能量增加1.5m1gR。
m2下落了0.5πR,因为绳长不变,重力势能减少0.5πRm2g。因为此时m1速度水平,竖直方向可看作速度是0,故m2的动能可看作0。
以上过程无能量损耗,即1.5m1gR=0.5πRm2g,故m1:m2=π:3
(2):由静止开始运动表示m1=m2。
还是先用能量守恒。m2减少0.5πRm2g的重力势能,m1增加m1gR的重力势能,m2无动能,故m1的动能等于(0.5π-1)Rgm1=0.5m1vv。v=≮(π-2)Rg≯(“≮≯”表示根号下)。
接下来算落地时间。风力水平,故不影响落地时间,竖直方向看作自由落体运动。0.5gtt=3R,t=≮6R/g≯,设风力给小球带来加速度为a。落入小球洞的时间也是t=≮6R/g≯。水平方向初速度是v=≮(π-2)Rg≯,得vt-0.5att=R,a=2(vt+R)/(tt)整理条件v=≮(π-2)Rg≯,t=≮6R/g≯。代入得a=(6π-13)g/3。故风力为m1a=m1(6π-13)g/3

(1)
m1(v^2/r)=m1g
v^2=gr
(1/2)(m1+m2)v^2=(1/4)m2(2πr)g-m1gr
m1:m2=π-1:3
(2)

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