质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v.

问题描述:

质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v.
(我想问:小球跑到最低点的时候,还能贴着轨道内测运动吗?如果可以,那它到最高点时的最小速度v是多少?)
1个回答 分类:物理 2014-09-22

问题解答:

我来补答

只要在最高点而不脱离轨道,在其他点都能贴着轨道内测运动
经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v. 
Fn=mg=mv^2/r
v=根号(rg)
 
由于重力的切向分力,产生切向加速度,在其他点Fn大于最高点的Fn,并且Fn总是大于mg*cosa
轨道内测对小球总是有压力,小球不会离开轨道.
再问: 你是说,在其它点,Fn=mg+mg的法向分力吗?那到轨道最低点时,Fn=mg吗?小球到最高点时,V=0可以吗?
再答: 图中:黑箭头Fn,红箭头mg 图中:mg的法向分力提供小球的向心力,除了在最高点刚好满足小球向心力外,不足的部分必须由 轨道内侧对球的压力T(必然是沿公法线方向的)承担,往下各点mg对Fn的贡献越来越少,当a角大于90度时mg不但不贡献向心力反而需要轨道的内侧压力来托住(平衡)它的向心分量。不足的部分必须由 轨道内侧对球的压力(必然是沿公法线方向的)承担。轨道的内侧压力加大。随a角的变化,关系式 T=Fn-mg*cona    适合各点     周期360度如最高点 T=Fn-mg*cona =0  Fn=mg轨道最低点时  T=Fn-mg*cona =Fn+mg    (压力T最大)小球到最高点时,V=0可以吗?-----不可以。因为 最小速度是v应满足  Fn=mg=mv^2/r        v=根号(rg)注意:(1)cona的正负     (1)Fn是变量,0--180度,逐渐增大;180-360度逐渐减小,最小等于mg     
 
 
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