圆周运动物理题一细绳拴着一个物体在竖直平面内作圆周运动,在最高点时,可以达到的最小速度吗,最小速度是多少,在最低点时,有

问题描述:

圆周运动物理题
一细绳拴着一个物体在竖直平面内作圆周运动,在最高点时,可以达到的最小速度吗,最小速度是多少,在最低点时,有,为多少.若是一轻杆拴着一个小物体,在竖直平面内作圆周运动,在最高点时,可以达到的最小速度吗,最小速度是多少,在最低点时,
1个回答 分类:物理 2014-09-21

问题解答:

我来补答
竖直面内的非匀变速圆周运动按照是否有束缚分为 绳 环 与 杆 管 四类,其中绳和环(外环)属于无束缚,通俗的说就是到最高点没有支持力,杆和管属于有束缚类.无束缚的情况中,球在最高点的线速度不能为0,因为如果在最高点线速度为0,由向心力表达式mv*2/R可求出,小球在最高点不需要向心力,那么这个时候的重力一定会将球拉下来,使其无法完成圆周运动,其实当小球从最低点向上圆周运动到最高点的过程中,向上运动线速度很小时,不一定等到最高点就已经被重力拉下来了.所以无束缚类的绳和环,小球要想通过最高点完成圆周运动,在最高点有一个向心力的下限值,就是至少让重力充当向心力,可以由 mg=mv*2/R 求出最高点线速度的下限值为根号下gR.
当遇到的是有束缚类的管或杆时,由于即使小球在最高点线速度为0,即使重力想把球拉下来,也有管或环的支持力的束缚,所以对于管或环类,小球在最高点的线速度最小可以为0.
无论拉球的是什么东西,在最低点时,小球所受的向心力都来自向上的拉力(或是支持力)与重力的合力(就是差值)所以,只要此时拉小球的物体够结实,不会因为线速度过大导致拉力过大使其损坏的话,在最低点是没有线速度的限制的,但有些题会人为加入拉小球物体的受力上限,比如题目里出现:“绳子最多能承受XX牛顿的力”时就是让你考虑在最低点也不能无限制的增加线速度,这个时候只需要将此上限作为最大线速度时的拉力,减去重力等于向心力表达式即可求出最大线速度了.
 
 
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