欢迎访问-- 简单学习屋 --- 记住我们的网址-- http://www.jdxx5.com !
简单学习屋学习网高中学习高中物理高中物理典例讲解圆周运动向心力例题讲解 -- 正文

圆周运动向心力例题讲解

[03-14 17:04:00] ? 来源:http://www.jdxx5.com? 高中物理典例讲解 ? 阅读:92174

概要:-mg=mω2r ②电机对地面的最大压力和最小压力分别出现在铁块m位于最低点和最高点时,且压力差的大小为:ΔFN=F2+F1 ③由①②③式可解得:ΔFN=2mω2r【圆周运动向心力解题总结】(1)若m在最高点时突然与电机脱离,它将如何运动?(2)当角速度ω为何值时,铁块在最高点与电机恰无作用力?(3)本题也可认为是一电动打夯机的原理示意图。若电机的质量为M,则ω多大时,电机可以“跳”起来?此情况下,对地面的最大压力是多少?解:(1)做初速度沿圆周切线方向,只受重力的平抛运动。(2)电机对铁块无作用力时,重力提供铁块的向心力,则mg=mω12r即 ω1= (3)铁块在最高点时,铁块与电动机的相互做用力大小为F1,则F1+mg=mω22rF1=Mg即当ω2≥ 时,电动机可以跳起来,当ω2= 时,铁块在最低点时电机对地面压力最大,则F2-mg=mω22rFN=F2+Mg解得电机对地面的最大压力为FN=2(M+m)g例2:如图3-4所示,半径为R的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A,A与碗壁间的动摩擦因数为μ,当碗绕竖直轴OO/匀速转动时,物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度

圆周运动向心力例题讲解,http://www.jdxx5.com

?例1:如图3-5所示,在电机距轴O为r处固定一质量为m的铁块.电机启动后,铁块以角速度ω绕轴O匀速转动.则电机对地面的最大压力和最小压力之差为__________。
【审题】铁块在竖直面内做匀速圆周运动,其向心力是重力mg与轮对它的力F的合力.由圆周运动的规律可知:当m转到最低点时F最大,当m转到最高点时F最小。
【圆周运动分析解析】设铁块在最高点和最低点时,电机对其作用力分别为F1和F2,且都指向轴心,根据牛顿第二定律有:
在最高点:mg+F1=mω2r?? ①
在最低点:F2-mg=mω2r? ②
电机对地面的最大压力和最小压力分别出现在铁块m位于最低点和最高点时,且压力差的大小为:ΔFN=F2+F1?? ③
由①②③式可解得:ΔFN=2mω2r
【圆周运动向心力解题总结】
(1)若m在最高点时突然与电机脱离,它将如何运动?
(2)当角速度ω为何值时,铁块在最高点与电机恰无作用力?
(3)本题也可认为是一电动打夯机的原理示意图。若电机的质量为M,则ω多大时,电机可以“跳”起来?此情况下,对地面的最大压力是多少?
:(1)做初速度沿圆周切线方向,只受重力的平抛运动。
(2)电机对铁块无作用力时,重力提供铁块的向心力,则
mg=mω12r
即? ω1
(3)铁块在最高点时,铁块与电动机的相互做用力大小为F1,则
F1+mg=mω22r
F1=Mg
即当ω2 时,电动机可以跳起来,当ω2= 时,铁块在最低点时电机对地面压力最大,则
F2-mg=mω22r
FN=F2+Mg
解得电机对地面的最大压力为FN=2(M+m)g


例2:如图3-4所示,半径为R的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A,A与碗壁间的动摩擦因数为μ,当碗绕竖直轴OO/匀速转动时,物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度.

【审题】物体A随碗一起转动而不发生相对滑动,则物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω。物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O,故此向心力不是由重力而是由碗壁对物体的弹力提供,此时物体所受的摩擦力与重力平衡。
【圆周运动解析】物体A做匀速圆周运动,向心力:
而摩擦力与重力平衡,则有:
即:
由以上两式可得:
即碗匀速转动的角速度为:
【向心力总结】分析受力时一定要明确向心力的来源,即搞清楚什么力充当向心力.本题还考查了摩擦力的有关知识:水平方向的弹力为提供摩擦力的正压力,若在刚好紧贴碗口的基础上,角速度再大,此后摩擦力为静摩擦力,摩擦力大小不变,正压力变大。


标签:高中物理典例讲解高中物理典例讲解,高中物理网高中学习 - 高中物理 - 高中物理典例讲解