20xx人教版高中物理必修二57生活中的圓周運(yùn)動(dòng)二(編輯修改稿)
2024-12-22 22:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 A 球的角速度多大？ A B F F 解：對(duì)于 A，根據(jù)牛頓第二定律 F = mω2r 對(duì)于 B， F = mg 解得 5 2 r a d/sgωr= =G F G F 2vF m g m r??0F v v gr??當(dāng) 時(shí) ， 最 小 ，v gr?所 以在最高點(diǎn) 小球受到向下的壓力或拉力 F 0 小球不能達(dá)到最高點(diǎn) v gr?v gr?(1) 若在最高點(diǎn)時(shí)水不流出來(lái)，求水桶的最小速率； (2) 若在最高點(diǎn)時(shí)水桶的速率為 v ＝ 3 m/s，求水對(duì)桶底的壓力。 例 1. 一細(xì)桿與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖。水的質(zhì)量為 m ＝ kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離為 l ＝ 50 cm。 ( 取 g ＝ 10 m/s2，不計(jì)空氣阻力 ) 解： (1) 水的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向 心力，此時(shí)水桶的速率最小，有 mg＝ mvmin2/l 解得： vmin＝ m/s (2)由于 v＝ 3 m/svmin＝ m/s，因此，當(dāng)水桶在 最高點(diǎn)時(shí)，水的重力已不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng) 所需的向心力，此時(shí)桶底對(duì)水有向下的壓力，設(shè) 為 F1，則由牛頓第二定律得 F1＋ mg＝ mv2/l 所以 F1＝ mv2/l－ mg 代入數(shù)據(jù)可得 F1＝ 4 N。 v v mg mg F F F F =0v當(dāng) 時(shí) 小球受到向上的支持力 F = mg 0 v gr??當(dāng) 時(shí)小球受到向上的支持力， 0 F mg 2vm g F m r??=v gr當(dāng) 時(shí) 小球只受重力作用， F = 0 v gr當(dāng) 時(shí) 小球受到向下的壓力或拉力
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