急~!高中物理、圆周运动、转盘问题 高一物理必修二的水平面内圆周运动的临界问题
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\u03c9=(Kg/L)^1/2
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(2)\u5bf9A(\u968f\u89d2\u901f\u5ea6\u589e\u5927\uff0cA\u5148\u6ed1\u52a8)
f=kmg=m\u03c9^2R2
\u03c9=(Kg/R1)^1/2
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物提受到的摩擦力并不和转盘线速度方向相反,而是和速度垂直,指向圆心.因为物体不是做减速运动,摩擦力只是改变了物体的运动方向,并不改变速度的大小.
根据F=mV^2/R知道,V越大,需要的向心力越大,当需要的向心力大于最大静摩擦力时,提供的向心力不足以提供物体需要的向心力,物体就会脱离圆周而飞出.
一,静摩擦力提供向心力。注意区分静摩擦力与滑动摩擦力,当盘和物块一起做圆周运动时,它们没有相对滑动,物体所受的力是静摩擦力。静摩擦力方向与物体的实际运动速度没有关系,只与物体与另一物体相对运动的趋势有关。(详见课本)
物体做匀速圆周运动,所受合力应该是F=m(v^2)/R,方向指向圆心。(高中只要求记住,不要求推导的现成公式)这个问题中物体只受静摩擦力,就是它的合力,所以方向指向圆心。
二,当速度为v时,要想在这个位置做圆周运动,那么它所受到的外力一定为F=m(v^2)/R,其中F随v变化而变化(静摩擦力的性质)。我们知道,静摩擦力变化有上限:fmax=u*FN,当速度为临界速度时,由于v太大,fmax无法满足合力,这时物体就不能在原位置随转盘运动,而是做离心运动。
1、对物块进行受力分析
物块受重力(垂直向下)、支持力(垂直向上)、摩擦力(转盘切线方向与转盘中心的合力)
切线方向的摩擦力 用来维持物块与圆盘在切线方向上相对静止,
转盘中心方向的摩擦力 用来维持物块与圆盘在转盘中心方向上相对静止,即提供转动的向心力。
2、当临界速度V时,当V逐渐增加时,如果物块所受的静摩擦力和向心力也逐渐增加,当静摩擦力比滑动摩擦力大时,物块会远离圆盘中心,最终会飞出圆盘,当静摩擦力比滑动摩擦力小时,物块会贴近圆盘中心,以减小向心力,最终在某处达到新的平衡。
可是物块受到的摩擦力应该是始终和转盘线速度方向相反的啊----不对,物块有沿半径向外滑动的趋势,摩擦力指向圆心
达到临界速度V时,为什么会飞出?---静摩擦力有一个最大值,超过此值,物块即无法维持原状而飞出
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