【高一物理】一道圆周运动经典题目》》》
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/08 23:55:44
【高一物理】一道圆周运动经典题目》》》
一小球质量weim,用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球.当悬线碰到钉子时的瞬间,小球的速度,向心加速度,向心力,悬线的张力会如何变化?
请写出通俗有力的分析并给出答案,
能否再详细一点?为什么速度会不变,可以用公式表达,
一小球质量weim,用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球.当悬线碰到钉子时的瞬间,小球的速度,向心加速度,向心力,悬线的张力会如何变化?
请写出通俗有力的分析并给出答案,
能否再详细一点?为什么速度会不变,可以用公式表达,
![【高一物理】一道圆周运动经典题目》》》](/uploads/image/z/7966748-20-8.jpg?t=%E3%80%90%E9%AB%98%E4%B8%80%E7%89%A9%E7%90%86%E3%80%91%E4%B8%80%E9%81%93%E5%9C%86%E5%91%A8%E8%BF%90%E5%8A%A8%E7%BB%8F%E5%85%B8%E9%A2%98%E7%9B%AE%E3%80%8B%E3%80%8B%E3%80%8B)
1.速度V:
“当悬线碰到钉子时的瞬间”,小球的动能不能发生“突变”,速度不会发生“突变”,所以速度的大小和方向都不变.
(另外,如果速度发生突变,将会导致加速度a=ΔV/Δt无穷大,而这是不可能)
速度大小,由机械能守恒求得,mgL=(1/2)m*V^2
V=√(2gL)
2.角速度ω:
ω=V/R,R为原来的一半,ω为原来的两倍.
原来ω1=V/L=√(2gL)/L=√(2g/L)
后来ω2=V/(L/2)=√(2gL)/(L/2)=2√(2g/L)
3向心加速度an:
an=ω*V,V不变,ω为原来的两倍,an也为原来的两倍.
原来a1=ω1*V={√(2g/L)}*{√(2gL)}=2g
后来a2=ω2*V={2√(2g/L)}*{√(2gL)}=4g
4向心力Fn:
Fn=man,m不变,an也为原来的两倍,Fn也为原来的两倍.
原来Fn1=m*a1=2mg
后来Fn2=m*a2=4mg
5悬线的张力F:
由F-mg=Fn知,F=Fn+mg
原来F1=Fn1+mg=2mg+mg=3mg
后来F2=Fn2+mg=4mg+mg=5mg
悬线的张力,变大.
“当悬线碰到钉子时的瞬间”,小球的动能不能发生“突变”,速度不会发生“突变”,所以速度的大小和方向都不变.
(另外,如果速度发生突变,将会导致加速度a=ΔV/Δt无穷大,而这是不可能)
速度大小,由机械能守恒求得,mgL=(1/2)m*V^2
V=√(2gL)
2.角速度ω:
ω=V/R,R为原来的一半,ω为原来的两倍.
原来ω1=V/L=√(2gL)/L=√(2g/L)
后来ω2=V/(L/2)=√(2gL)/(L/2)=2√(2g/L)
3向心加速度an:
an=ω*V,V不变,ω为原来的两倍,an也为原来的两倍.
原来a1=ω1*V={√(2g/L)}*{√(2gL)}=2g
后来a2=ω2*V={2√(2g/L)}*{√(2gL)}=4g
4向心力Fn:
Fn=man,m不变,an也为原来的两倍,Fn也为原来的两倍.
原来Fn1=m*a1=2mg
后来Fn2=m*a2=4mg
5悬线的张力F:
由F-mg=Fn知,F=Fn+mg
原来F1=Fn1+mg=2mg+mg=3mg
后来F2=Fn2+mg=4mg+mg=5mg
悬线的张力,变大.