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初中物理半径为r的光滑圆环竖直放置考点

2024-10-05 14:09:35综合其它306

半径为r的光滑圆环竖直放置时,环上各点处的圆环的切线方向都指向圆心,即都垂直于环所在平面。在环上各点的切线速度方向与圆周运动的线速度方向相同,因此环上各点的线速度大小均为v=rω,其中ω为圆周运动的角速度。uSu物理好资源网(原物理ok网)

如果圆环在竖直平面内做圆周运动,那么在最高点,由于受到重力的作用,圆环的速度最小为零。而在最低点,由于受到向心力的作用,圆环的速度最大,此时的速度方向沿着圆环切线方向。uSu物理好资源网(原物理ok网)

以上信息仅供参考,建议咨询专业人士或者查看专业的物理教材。uSu物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:一个半径为r的光滑圆环竖直放置在桌面上,现将一个小球从环的上方某一高度处由静止释放,小球将沿环的下方落下。求小球从释放到落回环上所需的时间。uSu物理好资源网(原物理ok网)

解法:uSu物理好资源网(原物理ok网)

1. 建立坐标系:以圆环的圆心为原点,竖直向上为y轴正方向,建立直角坐标系。uSu物理好资源网(原物理ok网)

2. 确定小球的初始位置:小球从环上方某高度处由静止释放,其初始位置在x轴上,坐标为x=0。uSu物理好资源网(原物理ok网)

3. 确定小球的运动轨迹:小球沿圆环下方下落,其运动轨迹为抛物线。uSu物理好资源网(原物理ok网)

4. 运用运动学公式求解时间:根据小球的初速度、加速度和位移,运用运动学公式可求得小球从释放到落回环上所需的时间。uSu物理好资源网(原物理ok网)

具体来说,设小球从环上方的高度为h处释放,根据机械能守恒定律可得:uSu物理好资源网(原物理ok网)

mg(h-r) = 0.5mv²uSu物理好资源网(原物理ok网)

其中v为小球落地时的速度。由于小球沿圆环下方下落,其运动轨迹为抛物线,因此可得到小球的加速度为:uSu物理好资源网(原物理ok网)

a = g·sinθuSu物理好资源网(原物理ok网)

其中θ为小球与竖直方向的夹角,由于小球从环上方下落,θ=45°。因此a=g。uSu物理好资源网(原物理ok网)

根据位移公式可得:uSu物理好资源网(原物理ok网)

x = 0.5·g·t²uSu物理好资源网(原物理ok网)

其中x为小球下落的高度,t为小球下落的时间。将上述公式代入机械能守恒定律中可得:uSu物理好资源网(原物理ok网)

mg(x-r) = 0.5·mv²uSu物理好资源网(原物理ok网)

将v=gt代入上式可得:uSu物理好资源网(原物理ok网)

mg(x-r) = mg²·t²uSu物理好资源网(原物理ok网)

化简可得:t = (x-r)·√(g/2)uSu物理好资源网(原物理ok网)

其中√表示开平方。因此,小球从释放到落回环上所需的时间为t=(h-r)·√(g/2)。uSu物理好资源网(原物理ok网)

总结:通过建立直角坐标系、确定小球的初始位置、分析小球的受力情况和运动轨迹,运用运动学公式求解时间,即可得到小球从释放到落回环上的时间。uSu物理好资源网(原物理ok网)


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