豎直方上物體能不能以根號下gR的速度從最高點繼續做圓周運動?還是根號下gR只能滿足物體剛通過最高點?
題目:
豎直方上物體能不能以根號下gR的速度從最高點繼續做圓周運動?還是根號下gR只能滿足物體剛通過最高點?
長爲l的輕繩,一端系一質量爲m的小球,一端固定於O點。在O點正下方距O點h處有一枚釘子C,現將繩拉到水平位置,將小球由靜止釋放,欲使小球到達最低點後可以以C爲圓心做完整的圓周運動,試確定h應滿足的條件。
這題是不是就不可以用小球在最高點的最小速度來算了?爲什麼呢?
解答:
物體在豎直平面內做圓周運動的時候在最高點的最小速度是vn=√rg.以這個最小速度計通過最高點後可做圓周運動.
如果在最高點的速度大於√rg,都能做圓周運動,而小於√rg時,則不能通過最高點,中途掉下來,當然也就不能做圓周運動了.
再問: 可否再看一下我剛補充的問題呢?
再答: 不是不可以。是必須用最高點的最小速度計算。然後再由機械能守恆二式聯立計算。 v=√(L-h)g 機械能守恆:mv^2/2=mgh m(L-h)g/2=mgh mLg/2-mgh/2=mgh 3h=L h=L/3 h要大於或者等於L/3時,才能使小球到達最低點後可以以C爲圓心做完整的圓周運動。
再問: 但答案是大於等於3/5L
再答: 最高點時的速度V=√(L-h)g 機械能守恆:mv^2/2=mg(2h-L) [最高點到0點的距離不是h,應該爲h-(L-h)=2h-L] m(L-h)g/2=mg(2h-L) mLg/2-mgh/2=mg(2h-L) h=3L/5 h要大於或者等於3L/5時,才能使小球到達最低點後可以以C爲圓心做完整的圓周運動。
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