- 高三物理圆周问题
高三物理圆周问题主要包括以下几种:
1. 绳系小球在竖直平面内的圆周运动:小球用绳系在转轴上,在光滑圆形轨道上运动。
2. 小滑块在圆盘上做圆周运动:小滑块放在旋转的圆盘上,圆盘在光滑平面上运动。
3. 圆锥摆运动:细绳系一个小球,小球在固定在竖直平面内的圆锥表面内运动。
4. 过山车问题:在光滑的水平轨道上,有一个刚性环形轨道,中间有一个光滑的小缺口,一个质量很小的物体从缺口处以一定的初速度冲入轨道,做圆周运动。
5. 单摆:单摆的小球在重力作用下,在铅直面内做周期运动。
以上就是一些常见的圆周问题,这些问题涉及到不同的物理情景和运动模型,需要运用不同的物理规律和公式进行求解。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在长为 L 的细线的牵引下,在水平面内做匀速圆周运动。如果细线的另一端系在悬点 O,且悬点 O 到圆心的距离为 r,求:
1. 小球做圆周运动的向心力和向心加速度;
2. 小球在圆周运动中最高点的最小速度;
3. 如果小球在最高点时速度为零,求此时细线的拉力。
解析:
1. 小球做圆周运动的向心力是由细线的拉力和重力的拉力共同提供的。根据向心力公式 F = mv²/r,我们可以得到向心力和向心加速度的表达式。
向心力:F = mv²/r = mw²(L/2) r = mω²r
向心加速度:a = v²/r = ω²r
2. 小球在圆周运动中最高点时,速度最小,此时细线的拉力也最小。根据牛顿第二定律,我们可以得到最小速度的表达式。
最小速度:vmin = √(gr)
答案:
1. 小球做圆周运动的向心力和向心加速度分别为 mω²r 和 a = ω²r。
2. 小球在圆周运动中最高点的最小速度为 √(gr)。
3. 此时细线的拉力为 mg。
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