- 高三物理圆周运动课程视频
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“高三物理——圆周运动”系列视频。这是清华大学出品的物理课程,通过视频可以学习到圆周运动的各个方面。
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相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在细绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳在最高点时刚好拉力为零,已知小球在最低点时速度为 v,求小球在运动过程中克服绳子拉力所做的功。
解题思路:
1. 根据圆周运动的规律,列出小球在最高点和最低点时的受力情况和运动情况;
2. 根据动能定理,求出小球在运动过程中克服绳子拉力所做的功。
解题过程:
设小球在最高点时的速度为 v1,最低点时的速度为 v2,则有:
在最高点:$mg = m\frac{v_{1}^{2}}{r}$ (1)
在最低点:$F - mg = m\frac{v_{2}^{2}}{r}$ (2)
其中 F 为绳子拉力,r 为绳长。
根据动能定理,有:$W - mg \bigtriangleup h = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2}$ (3)
其中 W 为克服绳子拉力所做的功,$\bigtriangleup h$ 为绳子拉力的作用距离。
将 (1) 和 (2) 式代入 (3) 式可得:
$W = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2} + mg \bigtriangleup h = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2} + \frac{mv_{2}^{2}}{r}$
其中 $v_{2}^{2} = 2(F - mg)r$。
所以,克服绳子拉力所做的功为:
$W = \frac{mv_{2}^{2}}{r} - \frac{mv_{1}^{2}}{r} + \frac{mv_{1}^{2}}{r}$
这个例题涉及到圆周运动和动能定理,可以帮助学生们更好地理解圆周运动中的受力情况和能量转化。
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