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    如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F (△F>0 ).不计空气阻力.则(  )
    A.m、x一定时,R越大,△F一定越大
    B.m、x一定时,v越大,△F一定越大
    C.m、R一定时,x越大,△F一定越大
    D.m、R一定时,v越大,△F一定越大
    魔方格

    本题信息:物理单选题难度容易 来源:未知
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本试题 “如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨...” 主要考查您对

向心力

匀速圆周运动

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  • 向心力
  • 匀速圆周运动

向心力的定义:

在圆周运动中产生向心加速度的力。


向心力的特性:

1、向心力
总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小,大小,方向总是指向圆心(与线速度方向垂直),方向时刻在变化,是一个变力。向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供。
2、轻绳模型
Ⅰ、轻绳模型的特点:
①轻绳的质量和重力不计;
②可以任意弯曲,伸长形变不计,只能产生和承受沿绳方向的拉力;
③轻绳拉力的变化不需要时间,具有突变性。

Ⅱ、轻绳模型在圆周运动中的应用
小球在绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动的临界问题:
①临界条件:小球通过最高点,绳子对小球刚好没有力的作用,由重力提供向心力:

②小球能通过最高点的条件:(当时,绳子对球产生拉力)
③不能通过最高点的条件:(实际上小球还没有到最高点时,就脱离了轨道)
3、轻杆模型:
Ⅰ、轻杆模型的特点:
①轻杆的质量和重力不计;
②任意方向的形变不计,只能产生和承受各方向的拉力和压力;
③轻杆拉力和压力的变化不需要时间,具有突变性。

Ⅱ、轻杆模型在圆周运动中的应用
轻杆的一端连着一个小球在竖直平面内做圆周运动,小球通过最高点时,轻杆对小球产生弹力的情况:
①小球能通过最高点的临界条件:(N为支持力)
②当时,有(N为支持力)
③当时,有(N=0)
④当时,有(N为拉力)


知识点拨:
向心力是从力的作用效果来命名的,因为它产生指向圆心的加速度,所以称它为向心力。它不是具有确定性质的某种类型的力。相反,任何性质的力都可以作为向心力。实际上它可是某种性质的一个力,或某个力的分力,还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。对一个物体进行受力分析的时候,是不需要画向心力的,向心力是效果力。


知识拓展:
对于向心力的理解,同学们可以切身的体会一下。两个同学手拉手,甲同学原地,乙同学绕着甲同学转,甲同学给乙同学的拉力就是向心力,当拉力大于向心力的时候,乙同学向心(甲同学)运动,当拉力小于向心力的时候,乙同学做离心运动。

圆周运动的定义:

做圆周运动的物体,在任意相同的时间内通过的弧长都相等。在任意相同的时间内物体与圆心的连线转过的角度都相等。


匀速圆周运动的特性:

(1)运动特点:线速度的大小不变,方向时刻改变。
(2)受力特点:合外力全部提供向心力。
(3)运动性质:有雨加速度的方向时刻变化,所以匀速圆周运动是非匀变速运动。


匀速圆周运动和非匀速圆周运动的区别:
物体做匀速圆周运动只有沿半径方向的力,没有沿圆周切线方向上的力。
物体做非匀速圆周运动不但有沿半径方向的力,还有沿圆周切线方向上的力。
所以,研究圆周运动首先要分析物体的受力情况。

物体做匀速圆周运动的条件:
合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。


圆周运动知识总结:
1.线速度V=s/t=2πr/T  
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf  
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=4πr/T2  
4.向心力F=mV2/r=mω2r=4mrπ2/T2=mωv=F  
5.周期与频率:T=1/f  
6.角速度与线速度的关系:V=ωr  
7.角速度与转速的关系:ω=2πn(此处频率与转速意义相同)  
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2
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