教科版必修二21描述圓周運動03(更新版)
【正文】 心。 (2）物體繞固定軸做勻速轉動是指物體處于力矩平衡的轉動狀態(tài)。對于物體上不在轉動軸上 的任意微小質量團（可說成質點），則均在做勻速圓周運動。 【例 2】如圖 16 所示，游樂列車由許多節(jié)車廂組成。 O O O/ R 最低點時，球恰好運動到最高點，若要此時兩球作用于圓管的合力為零，那么 m1， m2， R與 v0 應滿足怎樣的關系式 ? 解析：首先畫出小球運動達到最高點和最低點的 受力圖，如圖所示。 cos300＝ mg……① 在水平方向： FO1A若 B能與桿相碰，只可能在 B 下落的豎直線上，那么，桿轉動的高度范圍就被確定了，即如圖所示的轉角范圍。設物體 B下落到 C作用的時間為 t1，桿轉過Φ角所用時間為 t2，兩物要能相碰， t1和 t2就滿足下列條件：t1≤ t2…① 又因為 LBC＝ 189。 cos600=mg……③ FO2A 據牛頓第二定律 A球在圓管的最低點有 ??RvmgmN 20111 ??① 同理 m2在最高點有 ??RvmNgm 21222 ??② m2球由最高點到最低點機械能守恒 ?2022122 21212 vmvmRgm ??③又 N1=N2…… ④ 【小結】 比較復雜的物理過程，如能依照題意畫出草圖，確定好研究對象，逐一分析就會變?yōu)楹唵螁栴}。試問： 列車在水平軌道上應具有多大初速度 V0，才能使列車通過圓形軌道？ 分析與解：列車開上圓軌道時速度開始減慢，當整個圓軌道上都擠滿了一節(jié)節(jié)車廂時，列車速度達到最小值 V，此最小速度一直保持到最后一節(jié)車廂進入圓軌道，然后列車開始加速。將物塊置于離圓心 R處， R＞ L，圓盤不動，物塊保持靜止。要具體問題具體分析，但分析方法是相同的。 【解析］對 物塊 A，設其所受靜摩擦力為零時的臨界角度為 ω 0，此時向心力僅為彈簧彈力；若 ω ＞ ω 0，則需要較大的向心力，故需添加指向圓心的靜摩擦力；若 ω ＜ ω 0，則需 要較小的向心力，物體受到的靜摩擦力必背離圓心。 A 球的質量為 m1， B 球的質量為 m2。轉彎時， 車做圓周運動，其向心力由地面的靜摩擦力提供，則車速受到軌道半徑和向心加速度的限制，只能達到一定的大 小．為此，車在 進入彎道前必須有一段減速過程，以使其速度大小減小到車在彎道上運行時所允許的速度的最大值，走完彎路后，又要加速直至達 到 vm。桿上距 O 為 a 處放有一個小物體 B（可視為質點）。
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