- 高三物理匀速率圆周运动
高三物理匀速率圆周运动有以下几种:
1. 圆锥摆:细线的一端连着一个小球,把小球放在不光滑的圆锥形筒的顶点,使圆锥形筒的轴与小球到顶点的距离相等,在匀速转动的过程中,小球受到重力、支持力和沿圆锥壁的指向圆心的摩擦力,由于摩擦力的存在,小球与圆锥壁一起做匀速圆周运动。
2. 杆的匀速圆周运动:轻杆一端固定一小球,使小球在光滑水平面上绕另一端做匀速圆周运动。
3. 绳的匀速圆周运动:用绳拴一小球,让小球在光滑水平面上以绳的固定点为圆心做匀速圆周运动。
以上几种都是常见的匀速率圆周运动模型,此外还有平抛运动和竖直平面内的匀速圆周运动等。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球在竖直平面内做匀速率圆周运动,已知小球在最高点的速度为 v1,在最低点的速度为 v2。求小球在运动过程中克服重力做功的平均功率。
【分析】
小球在竖直平面内做匀速率圆周运动,在最高点和最低点时,重力做功,其他位置重力不做功。根据动能定理可求得小球在运动过程中克服重力做功的数值。再根据功率公式可求得小球在运动过程中克服重力做功的平均功率。
【解答】
设小球的半径为 R,最高点速度为 v1,最低点速度为 v2,则最高点时,由动能定理得:
$- mgR = frac{1}{2}mv_{1}^{2} - 0$
最低点时,由动能定理得:
$mgR = frac{1}{2}mv_{2}^{2} - 0$
小球在运动过程中克服重力做功的平均功率为:
$overset{―}{P} = frac{W}{t} = frac{mg(v_{2}^{2} - v_{1}^{2})}{2pi R}$
答案:小球在运动过程中克服重力做功的平均功率为$frac{mg(v_{2}^{2} - v_{1}^{2})}{2pi R}$。
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