来自谭庆平的问题
【如图,当球在的最高点v=√gR,球会不会做平抛运动?】
如图,当球在的最高点v=√gR,球会不会做平抛运动?
5回答
2020-02-23 16:29
【如图,当球在的最高点v=√gR,球会不会做平抛运动?】
如图,当球在的最高点v=√gR,球会不会做平抛运动?
会做平抛运动,水平初速度为:v=√gR,垂直初速度为:v=0
同时因为:在最高点,向心力为mg,那么偏离一点,那么向心力必大于mg,所以,小球不可能沿圆弧运动,而是做平抛运动.
偏离一点,小球的速度不也增加了吗?
嗯,速度增加,也能说明小球不会沿圆弧运动。
这有什么因果关系?小球速度增加,是因为重力做功了,无论做什么样的运动,小球的速度都会增大的。我的意思是:你说”那么偏离一点,那么向心力必大于mg。“
我说”偏离一点,小球的速度也增加了“是说小球速度增加了,所需的向心力也会增加啊。谢谢
在最高点,向心力等于重力,当偏离一点的时候,速度增加。向心力由重力的分量提供。而偏离后重力的分量减小。所以小球不可能做圆周运动。只能是平抛运动。
设:小球与圆心的连线与垂直方向的夹角为:θ,小球对圆弧的压力为:N
机械能守恒:mv^2/2=mgR(1-cosθ)+mv0^2/2,mv^2=2mgR(1-cosθ)+mv0^2
F=mv^2/R,则有:F=2mg(1-cosθ)+mv0^2/R=2mg(1-cosθ)+mg
对小球的受力沿半径方向做受力分析:
而重力沿半径方向的分量为:Fn=mgcosθ
F=Fn-N,N=Fn-F
F-Fn=2mg(1-cosθ)+mg-mgcosθ=3mg-3mgcosθ=3mg(1-cosθ)>0,(θ>0)
则:N