教科版必修二21描述圓周運動04(編輯修改稿)
2025-01-14 07:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)能夠做圓周運動時，小球至最高點的速度 ? ? mLEqmgv /?? 拓展：該題中物理最高點與幾何最高點是重合的，物理最高點是在豎直平面內(nèi)做圓周運動的物體在該點勢能最大，動能最小，若把該題中的電場變?yōu)樗较蛴遥鐖D，當(dāng)金屬球在環(huán)內(nèi)做圓周運動時，則物理最高點為 A 點，物理最低點為 B 點，而幾何最高點為 C點，幾何最低點為 D 點（這種情況下，兩個最高點已不再重合，兩個最低點 也不再重合）． A 處速度的最小值（臨界速度）應(yīng)滿足： ? ? ? ? 222 / EqmgFRmv A ??? 合[來源 :Z167。 xx167。 k .Co m] 思考：物體恰能到達幾何最高點時，繩的拉力為多少？ 【例 4】一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為 R（比細管的半徑大得多），圓管中有兩個直徑與細管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點）。 A 球的質(zhì)量為 m1， B 球的質(zhì)量為 m2。它們沿環(huán)形圓管順時針運動，經(jīng)過最低點時的速度都為 v0。設(shè) A 球運動到V0 R E m， q L 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(yīng)滿足怎樣的關(guān)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。 A球在圓管最低點必受向上彈力 N1，此時兩球?qū)A管的合力為零， m2必受圓管向下的彈力 N2，且 N1=N2。 據(jù)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(jié)】 比較復(fù)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}。找出其中的聯(lián)系就能很好地解決問題。 【例 5】如圖所示，賽車在水平賽道上作 900轉(zhuǎn)彎，其內(nèi)、外車道轉(zhuǎn)彎處的半徑分別為 r1 和r2， 車與路面間的動摩擦因數(shù)和靜摩擦因數(shù)都是μ．試問：競賽中車手應(yīng)選圖中的內(nèi)道轉(zhuǎn)彎還是外道轉(zhuǎn)彎？在上述兩條彎轉(zhuǎn)路徑中，車手做正確選擇較錯誤選擇所贏得的時間是多少？ 分析 :賽車在平直道路 上行駛時，其速度值為其所能達到的最大值，設(shè)為 vm。轉(zhuǎn)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?。疄榇?，車在進
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