- 高三物理圆轨道题
高三物理圆轨道题目有很多,以下列举几个例子:
1. 一个人站在竖直放置的半径为R的圆轨道的中心,他以自己的速度从静止开始沿圆轨道下滑,求他滑到最低点时的速度和受到的压力。
2. 光滑圆弧轨道固定在桌面上,半径为R,小球从轨道上端静止释放,求小球到达底端的速度。
3. 光滑圆环轨道固定在水平面上,半径为R,小球从上端静止释放,求小球到达底端时的速度和受到的支持力。
4. 光滑圆筒的轴线沿水平方向,半径为R,筒内壁粗糙,一个小球用细绳挂在轴线上,小球与筒壁间有摩擦,当细绳突然断开时,小球将在筒内运动。求小球在圆筒内运动时的加速度和速度随时间的变化规律。
以上题目仅供参考,建议根据自身情况进行选择。
相关例题:
题目:
一个质量为m的小球,在半径为R的圆轨道上运动。小球与一个固定的、光滑的竖直墙壁相接触。小球在最低点受到一个水平推力而开始运动。求这个推力的最小值。
分析:
在这个问题中,小球在圆轨道上运动,受到重力和支持力,这两个力的合力提供向心力,使小球做圆周运动。由于小球与墙壁相接触,所以墙壁对小球的支持力不能为零。
解题过程:
首先,我们需要知道小球在最低点的速度和向心力。根据题目描述,小球受到一个水平推力而开始运动,所以它的速度方向是水平的。由于小球做圆周运动,所以它受到的向心力必定指向圆心,即垂直于速度方向。因此,我们可以得到向心力的表达式:
F = m v^2 / R
其中v是最低点的速度。由于小球受到一个水平推力而开始运动,所以最低点的速度v与水平方向夹角为θ。根据几何关系,我们有:
v = sqrt(R tanθ)
接下来,我们需要求出推力的最小值Fmin。为了使推力最小,我们需要让θ最大,即推力方向与竖直方向成90度。此时,推力最小值为:
Fmin = mg + m v^2 / R
化简后得到:
Fmin = mg + m sqrt(R^2 - tan^2θ)
其中tanθ的最大值为1(当θ=45度时),所以Fmin的最小值为:
Fmin = 2mg
所以,当推力最小值为2mg时,小球可以在圆轨道上运动。这个推力是由墙壁提供的支持力和小球受到的水平推力共同提供的。
希望这个例子可以帮助你理解圆周运动的基本概念和解题方法。如果你还有其他问题,欢迎继续提问。
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