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竖直面内的圆周运动模型

发表时间：2024-08-18 22:18:23 来源：网友投稿

竖直面内的圆周运动模型介绍如下：竖直面内的圆周运动模型中，物体在圆周运动过程中的位置可以分为两种情况：在圆心的同侧或异侧。

如果物体在圆心的同侧，则会被挤压到圆的内侧，这是因为在同侧的情况下，物体距离圆心越近，切向速度越大，向心加速度越大，所以在运动过程中，会向圆心移动，从而被挤压到圆的内侧。如果物体在圆心的异侧，则会被挤压到圆的外侧，这是因为在异侧的情况下，物体距离圆心越远，切向速度越小，向心加速度越小，所以在运动过程中，会向外移动，从而被挤压到圆的外侧。所以圆周运动模型中的物体会被挤压到内轨或外轨，取决于物体在圆心的同侧或异侧。对于竖直平面内的圆周运动这个问题可以这样分析：物体受到重力和物体接触的绳子、轨道、杆、管的力，这两个力的合力充当向心力。“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因在于“轻绳”只能对小球产生拉力，而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力。有关临界问题出现在变速圆周运动中，竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动，一般情况下，只讨论最高点和最低点的情况。轻杆长为3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时竖直面内的圆周运动首先要明确是“轻杆模型”还是“轻绳模型”，然后分析物体能够到达圆周最高点的临界条件。速度是联系前后两个过程的关键物理量。【典例1】如图所示，一条不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m＝1.0 kg的小球。现将小球拉到A点保持轻绳绷直)由静止释放，当它经过B点时轻绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点，地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知轻绳长L＝1.0 m，B点离地高度H＝1.0 m，A、B两点的高度差h＝0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，

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