“绳”、“杆”、“轨”约束下的竖直平面内的圆周运动临界态分析

竖直平面内的圆周运动,是典型的变速圆周运动问题,中学物理中只研究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态,下面对这类临界状态进行分类分析.1如.图外1轨、所绳示的,约没束有情物况体支持的小球,在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况.(1)临界条件小球到达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于零,小球的重力提供其做圆周运动的向心力.即mg=mvr02所以v0=gr上式中v0是小球通过最高点的最小速度,通常叫临界速度.(2)能过最高点的条件当v>v0时,物体能通过最高点,此时绳和轨道分别对球产生拉力和压力.当v=v0时,物体通过最高点,…     

几何最高点与物理最高点

在圆周运动中,经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题.小球能维持圆周运动的条件是能过最高点.而这里的最高点不一定是几何最高点,而应是物理最高点.几何最高点是图形中所画圆的最上端,是符合人眼视觉习惯的最高点.而物理最高点是物体在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点.物理最高点与几何最高点有时一致,有时不一致.     

雨、雪、云、雾是怎样形成的

在圆周运动中，经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题。小球能维持圆周运动的条件是能过最高点。而这里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点。几何最高点是图形中所画圆的最上端，是符合人眼视觉习惯的最高点。而物理最高点是物体在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点。     

竖直平面内的圆周运动临界态例析

竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动问题,中学物理中研究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态,下面对类临界状态进行分类分析.1.受外轨、绳约束的情况如图1所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况:(1)临界条件,小球到达最高点时绳子的拉力或     

竖直平面内的圆周运动的临界问题的分析

竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动。一般情况下,只讨论最高点和最低点的情况,常涉及过最高点时的临界问题。
　　1．临界问题的分析方法
　　1．1＂绳模型＂没有物体支撑的小球,如图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。     

圆周运动中的临界问题

在竖直平面内做圆周运动的临界问题1.如图1、图2所示,没有物体支撑的小球,在竖直平面做圆周运动过最高点的情况.     

浅析竖直平面内的圆周运动

竖直平面内的圆周运动是一种变速运动,物体做竖直平面内的圆周运动不仅需要初速度和向心力,而且必须满足过圆轨道最高点而不脱离圆轨道的临界速度以及过圆轨道最高点从离心轨道静止开始下滑的至少高度.物体在竖直平面内的圆周运动及对圆轨道压力都各自按正弦规律在某一区间内变化,物体离开圆轨道时所做的运动具有对称性.     

圆周运动中的临界问题

一、绳子(轨道内侧)约束模型如图1所示,没有物体支撑的小球,在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况:     

刍议"物理最高点与几何最高点"

题目 1 :竖直平面内有一个半径为R的光滑圆形轨道 ,如图 1所示 ,在最低点A处放上一个小球 ,问使小球以多大的水平初速度v0 启动 ,才能保证小球能在轨道上做完整的圆周运动 ?图 1分析 :小球沿轨道往上运动时 ,它的速度要变小 ,往下运动时 ,它的速度要变大 .学生的一般想法是只要小球到达轨道最高点时 ,速度v≥ 0 ,即可保证小球能在轨道上做完整的圆周运动 .但若仔细一想 ,就会发现问题了 ,因为随着小球向上运动 ,速度变小 ,它需要的向心力F也跟着减小 ,而向心力是由重力G的分力G1和轨道的弹力N共同提供的 ,即F =G1+N(如图1所示 ) .小球的…     

谈提高学生解决物理主观题能力

一、分析解决问题时要目标明确,有目的性例1质量为M的人抓住长为L的轻绳一端,绳的另一端系着质量为m的小球,现让小球在竖直平面内做圆周运动,当小球通过最高点时速率为v,则此时人对地面的压力是多大?解析:取人为研究对象,人在其重力Mg、地面对人的支持力FN和绳对人的拉力T这三个力的作用下处于平衡状态,由物体平衡条件知Mg=T+FN.小球在竖直面内做圆周运动,当小球通过最高点时,绳的拉力和小     

竖直平面上圆周运动的压力与拉力演示仪

轻杆一端连着1个小球,绕着另一端在竖直平面上做圆周运动.当通过最高点时,轻杆到底是受到压力还是拉力呢?这是高中物理教学的一个难点,为了突破此难点,本人设计了1个在竖直平面上圆周运动的压力与拉力演示仪.     

台秤示数的最小值是出现在摆球的最高点吗

如图1所示。一质量为M的人站在台秤上,手拿一质量为m悬线长为R的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,且摆球正好能通过轨道最高点,求台秤示数的变化范围 分析与解答：台秤所示的数值是人对台秤的压力,因此示数应等于人的重力加上或减去悬线中拉力在竖直方向的分力,小球处于圆周下半周时,悬线对人的拉力方向是向下的,小球运动至最低点时,悬线对人的拉力最大,且方向竖直向下,故此时台秤示数最大。     

物理最高点与几何最高点的问题

在竖直平面内做圆周运动的习题类型中,如:水流星、绳拉小球、圆轨道、双园环轨道等,给学生的印象是它们的物理最高点和几何最高点都重合在一起,如果给学生形成了思维定式,给解决实际问题就造成了思维上的障碍. 在竖直平面内的圆周运动中,何为几何最高点、何为几何最低点?作为高中生这个好理解.那么,如何理解物理最高点、如何理解物理最低点呢?我认为:在竖直平面内的圆周运动中,沿合力的方向最容易脱离轨道的那个点也是速度最小的点,即为物理最高点,与物理学最高点对称的点也是速度最大的点为物理最低点.物理最高点的特点是:在竖直平面内做圆…     

拉线小球运动规律探究

一、线牵引下的圆周运动例1有一长为R的线牵引着一个小球在竖直平面内做圆周运动,试分析小球在最高点的最小速度.解析如图1所示,小球在最高点受两个力作用:重力mg和绳子的拉力F_N.小球的向心力由合力提供,即F_N+mg=mv²,若小球做完整的圆周运动,则F_N≥0,可解得v≥（gR）^1/2,即小球在最高点的最小速度为     

竖直平面内的圆周运动问题

物体在竖直面内做圆周运动,过最高点时速度v=√gR,常称为临界速度,其物理意义在不同过程中是不同的．在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动轨道的类型,可分为无支撑（如球与绳连接,沿内轨道的“过山车”）和有支撑（如球与杆连接,车过拱桥）两种．前者因无支撑,在最高点物体受到的重力和弹力方向都向下．     

最高点的速度可以等于(gR)~(1/2)吗?

小球沿竖直面内固定的光滑圆轨道的外侧运动时 ,要求不脱轨 ,则在最高点的速度应满足ｖ≤ｇＲ .这是大家熟知的一个结论 .笔者认为上式中的等号是图 1不应取的 ,本文将证明这点 .定理 1 :小球若能沿竖直的光滑圆轨道的外侧运动到最高点 ,则其在最高点的速度一定小于ｇＲ .证明 :设小球的初始位置在偏离竖直方向的圆周上的Ａ点 (θ0 ≠ 0 ) ,初速度ｖ0 沿切向 .在最高点的速度为ｖ1,根据机械能守恒定律有 :12 ｍｖ0 2 =12 ｍｖ12 +ｍｇＲ(1 -ｃｏｓθ0 ) .即ｖ1=ｖ0 2 -2ｇＲ(1 -ｃｏｓθ0 ) . (1 )在沿圆周上升过程中对任一位置上的小球应用…     

圆周运动中的类比模型

类比是一种逻辑推理,是抽象思维的一种基本形式.类比是通过联想,把未知的物理问题和熟悉的物理问题做比较,寻找两者在某些方面的同一性,找出两者共同遵循的规律,达到解决物理问题的目的.它产生的奇效就是举一反三、触类旁通.在中学物理中如果没有类比的思维方法,将难以在浩瀚的物理题海中驰骋.一、竖直平面内的绳约束模型例1质量为m的小钢球,系在长R的轻·83·绳一端,绕另一端O做竖直平面内的圆周运动,求小球通过最高点和最低点时的最小速度及小球通过最高点和最低点时绳的拉力之差.解:在最高点和最底点,小球受力如图1所示,重力和拉力提供…     

竖直平面内圆周运动问题的拓展研究

题目．如图1所示,质量为M的物体内有半径为尺的光滑圆形轨道．现有一个质量为m的小球在B处获得一定能量后沿该圆形轨道按顺时针方向在竖直平面内恰好做圆周运动．A、C点为圆周的最高点和最低点;B、D点是     

竖直平面内做圆周运动的物体脱轨问题研究

在圆周运动内容教学中,我们经常碰到这类问题:一个物体在竖直平面的轨道上做圆周运动,在什么条件下物体才能做完整的圆周运动?例1如图1所示,设小球质量m=0.1 kg,圆轨道半径r=0.6 m,在以下各初速度条件下,小球能否做完整的圆周运动?     

“竖直圆轨道无法过最高点”情况探讨

<正>如图1,光滑圆轨道竖直放置,半径为r,一小球(可看成质点)在轨道内侧做圆周运动,则小球能通过最高点C时,过C点的速度至少为v=(gr)~(1/2)。这是中学物理圆周运动中的典型问题及结论。那么,如果上述问题中小球机械能不够大,即无法通过圆轨道的最高点C,又会如何呢?第一种情况,小球机械能太小,以至于只能在弧BAD间来回振动。