高中物理圓周運(yùn)動(dòng)模型?深入探討高中物理水平圓周運(yùn)動(dòng)中的倒置圓錐擺模型,旨在推導(dǎo)小球1、2在該模型中的支持力、向心加速度、速度、周期及線速度的大小。要解決此問題,首先需要明確的是,倒置圓錐擺的穩(wěn)定性決定了小球1、2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。小球1的受力包含重力向下與斜面的支持力,小球2的受力同樣為重力向下和斜面的支持力。那么,高中物理圓周運(yùn)動(dòng)模型?一起來了解一下吧。
圓周運(yùn)動(dòng)這張關(guān)鍵是會(huì)受力分析找到向心力。
受力分析,正交分解坐標(biāo)軸選擇切線方向和法線方向,切線方向的力產(chǎn)生了切向的加速度(與速度同向)是改變速度大小的,法線方向(與速度垂直的方向,既半徑方向)的力產(chǎn)生了法線方向的加速度,是改變運(yùn)動(dòng)方向的。法線方向的合力就是向心力,法線方向的加速度就是向心加速度。
另外你去理解一下,當(dāng)法線方向的合力不足提供所需向心力時(shí),物體會(huì)遠(yuǎn)離圓心做離心運(yùn)動(dòng),當(dāng)法線方向的合力比所需向心力大時(shí),物體做靠近圓心的運(yùn)動(dòng)。
高中物理中圓周運(yùn)動(dòng)就兩大類,幾個(gè)模型。
第一類:水平面上的圓周運(yùn)動(dòng)(往往是勻速圓周運(yùn)動(dòng))
例如:車輛轉(zhuǎn)彎,圓錐擺等。
第二類:豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)(往往是變速圓周運(yùn)動(dòng))
典型:繩桿模型
注意最高點(diǎn)的臨界速度,繩模型根號gr,桿模型0
把這幾個(gè)模型搞清楚,動(dòng)力學(xué)原因搞清楚就沒什么問題了。
深入探討高中物理水平圓周運(yùn)動(dòng)中的倒置圓錐擺模型,旨在推導(dǎo)小球1、2在該模型中的支持力、向心加速度、速度、周期及線速度的大小。
要解決此問題,首先需要明確的是,倒置圓錐擺的穩(wěn)定性決定了小球1、2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。小球1的受力包含重力向下與斜面的支持力,小球2的受力同樣為重力向下和斜面的支持力。若斜面角度設(shè)定,發(fā)現(xiàn)兩者受力相同時(shí),說明受力相同,支持力相等。
假定兩小球質(zhì)量相等、受力情況相同,則可推知它們的傾角必然相等,支持力也相等。由此得出,支持力[公式]與[公式]相等。
進(jìn)一步考慮向心力,針對小球1與2的向心力公式[公式],表明向心力相等,進(jìn)而向心加速度[公式]也相等。
比較線速度時(shí),因向心力相等,可推知線速度[公式]與[公式]的關(guān)系,而角度[公式]越大,線速度[公式]越大。
分析角速度時(shí),其關(guān)系表達(dá)為[公式]。角度[公式]越大,角速度[公式]越小,周期[公式]自然增大。
綜上,倒置圓錐擺模型的關(guān)鍵在于受力相同、向心力相等,應(yīng)熟練掌握這一點(diǎn),而非單純記憶公式。建議同學(xué)們自行推導(dǎo)過程,加深理解。
為檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,提供一道思考題:請運(yùn)用上述模型的推導(dǎo)思路進(jìn)行實(shí)際問題分析。
物體和桿粘一起,物體在最高點(diǎn)速度大于等于0就可以做圓周運(yùn)動(dòng),豎直面上的圓周運(yùn)動(dòng)主要就是考慮能不能過最高點(diǎn),我就只能想到這個(gè),你這問題面太大,請問具體點(diǎn)
概述
在物理學(xué)中,圓周運(yùn)動(dòng)(circular motion)是在圓圈上轉(zhuǎn)圈:一個(gè)圓形路徑或軌跡。當(dāng)考慮一件物體的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的體積大小會(huì)被忽略,并看成一質(zhì)點(diǎn)(在空氣動(dòng)力學(xué)上除外)。 圓周運(yùn)動(dòng)的例子有:一個(gè)人造衛(wèi)星跟隨其軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)、用繩子連接著一塊石頭并打圈揮動(dòng)、一架賽車在賽道上轉(zhuǎn)彎、一粒電子垂直地進(jìn)入一個(gè)平均磁場、一個(gè)齒輪在機(jī)器中的轉(zhuǎn)動(dòng)、皮帶傳動(dòng)裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。 圓周運(yùn)動(dòng)以向心力(centripetal force)提供運(yùn)動(dòng)物體所須的加速度。這向心力把運(yùn)動(dòng)物體拉向圓形軌跡的中心點(diǎn)。若果沒有向心力,物體會(huì)跟隨牛頓第一定律慣性地進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。即使物體速率不變,圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng),物體的速度方向在不停地改變。[1]
編輯本段生活中的圓周運(yùn)動(dòng)
火車過彎:實(shí)際做圓周運(yùn)動(dòng),具有向心加速度。 汽車過拱形橋:也可看作圓周運(yùn)動(dòng),橋?qū)嚨闹С至镕=G-(m*v^2)/R,又因?yàn)槠噷虻膲毫蜆驅(qū)ζ嚨闹С至κ且粚ψ饔昧头醋饔昧Γ笮∠嗟龋詨毫Υ笮∫矠?F=G-(m*v^2)/R。 汽車過凹形橋:也可看作圓周運(yùn)動(dòng),橋?qū)嚨闹С至镕=G+(m*v^2)/R,又因?yàn)槠噷虻膲毫蜆驅(qū)ζ嚨闹С至κ且粚ψ饔昧头醋饔昧Γ笮∠嗟龋詨毫Υ笮∫矠?F=G+(m*v^2)/R。
呵呵,版主好,最好的近身輔導(dǎo)永遠(yuǎn)是自己的老師,老師總是喜歡學(xué)生問題的。嚴(yán)肅只是他對待學(xué)術(shù)的一點(diǎn)態(tài)度,“俯身傾耳以請…”這是求學(xué),呵呵。我們相隔很遠(yuǎn)而且并不了解,圓周運(yùn)動(dòng)知識點(diǎn)很多,無奈,愿意幫你的,只能一點(diǎn)點(diǎn)地列知識點(diǎn)了,而這并不是你想要的。恩…所以么,老師是最大的財(cái)富,挖掘盡了,受用一生…
以上就是高中物理圓周運(yùn)動(dòng)模型的全部內(nèi)容,四、變速圓周運(yùn)動(dòng) 1. 特點(diǎn):線速度、向心力、向心加速度大小、方向變化。2. 動(dòng)力學(xué)方程:合外力沿法線方向提供向心力,沿切線方向產(chǎn)生切線加速度。3. 離心運(yùn)動(dòng):- 條件:F供=F需時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng),F(xiàn)供 4. 離心運(yùn)動(dòng)并非受“離心力”作用,是慣性現(xiàn)象,不是沿半徑向外運(yùn)動(dòng)。以上總結(jié)。