高中物理：程度面内的圆周运动

为各人分享的是【高中物理：程度面内的圆周运动！】给各人日常平凡测验及高考时做题供给构想，期看对各人有所搀扶帮助。

一、火车转弯

当表里轨一样高时，铁轨对火车竖曲向上的撑持力和火车重力平衡向心力由铁轨外轨的轮缘的程度弹力产生．那种情状下铁轨随便损坏．轮缘也随便损坏

当外轨比内轨高时，铁轨对火车的撑持力不再是竖曲向上，和重力的合力能够供给向心力，能够减轻轨和轮缘的挤压．

更佳情状是向心力刚好由撑持力和重力的合力供给，铁轨的内、外轨均不遭到侧向挤压的力．

定量阐发火车转弯的更佳情状．

①受力阐发：如图所示火车遭到的撑持力和重力的合力的标的目的指向圆心，成为使火车拐弯的向心力．

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②动力学方程：根据牛顿第二定律得

mgtanθ＝m

此中r是转弯处轨道的半径，

是使表里轨均不受力的更佳速度．

③阐发结论：解上述方程可知

＝rgtanθ

可见，更佳情状是由

、r、θ配合决定的．

当火车现实速度为v时，可有三种可能，

当v＝

时，表里轨均不受侧向挤压的力；

当v＞

时，外轨遭到侧向挤压的力（那时向心力增大，外轨供给一部门力）；

当v＜

时，内轨遭到侧向挤压的力（那时向心力削减，内轨供给一部门力）．

二、程度空中摩擦力

三、其它

例1、如图所示，用细绳一端系着的量量为M=0.6kg的物体A静行在程度转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着量量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的间隔为0.2m．若A与转盘间的更大静摩擦力为f=2N，为使小球B连结静行，求转围绕中心O扭转的角速度ω的取值范畴．（取g=10m/s2）

解析：要使B静行，A必需相关于转盘静行——具有与转盘不异的角速度．A需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成．角速度取更大值时，A有离心趋向，静摩擦力指向圆心O；角速度取最小值时，A有向心运动的趋向，静摩擦力背离圆心O．

关于B，T=mg

关于A，

rad/s

rad/s

所以 2.9 rad/s

rad/s

例2、小球在半径为R的光滑半球内做程度面内的匀速圆周运动，试阐发图中的θ（小球与半球球心连线跟竖曲标的目的的夹角）与线速度v、周期T的关系。（小球的半径远小于R）

解析：小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的程度面上（不在半球的球心），向心力F是重力G和撑持力N的合力，所以重力和撑持力的合力标的目的一定程度。如图所示有：

由此可得：

（式中h为小球轨道平面到球心的高度）。

可见，θ越大（即轨迹所在平面越高），v越大，T越小。

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