- 高三物理缩放圆题
高三物理缩放圆题有以下几个例子:
1. 题目描述:半径为R的圆盘以一恒定的角速度ω旋转,一质量为m的物体(可视为质点)从圆盘边缘以相对圆盘的速度u水平抛出,求物体在经过多长时间与圆盘脱离(即此后物体在竖直方向的分速度为零)?脱离后,物体将做怎样的运动?
2. 题目描述:半径为R的圆筒绕中心轴旋转,角速度是ω。一个小物体(其质量用m表示)位于圆筒的中心。给圆筒一个相对运动为u的外力,使它获得一个角加速度。试问小物体将做什么运动?小物体相对于圆筒的运动满足什么定律?
3. 题目描述:一个半径为R的圆盘以角速度ω旋转。一个质量为m的小物体被轻轻地放在圆盘的中心。小物体开始时相对于圆盘静止。试问小物体将做什么运动?小物体与圆盘之间的相互作用力是怎样的?
以上题目涉及到了缩放圆的问题,需要运用物理知识进行求解。
相关例题:
【题目】
有一个半径为R的圆盘,以恒定的角速度ω旋转。一个质量为m的小物体(可视为质点)从圆盘边缘以初速度v0射出,它飞离圆盘后落在距离圆心为d的位置。已知圆盘和小物体的摩擦系数为μ,求小物体射出圆盘时的初速度v0。
这个问题涉及到圆周运动、摩擦力等物理知识,需要运用牛顿运动定律和圆周运动规律进行求解。
【解答】
设小物体从圆盘上射出后,在空中的时间为t,初速度为v0,末速度为v,水平距离为x,圆盘的角速度为ω。根据题意,小物体在圆盘上受到的摩擦力提供向心力,因此有:
Ff = μmg = mω²R
小物体在空中的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,因此有:
x = v0t
d = 1/2gt²
其中g为重力加速度。
将上述三个式子联立,可以得到:
v0 = xω / (2μg) + v
其中v为小物体离开圆盘时的竖直分速度,可以通过勾股定理求得:
v² = v0² - (Rω)²
将上述结果代入第一个式子中,可以得到:
v0 = (Rω² + d²μg) / (2μgR) + Rω / (2μg)
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