高一物理 向心力和向心加速度

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/16 13:25:07
中国著名体操运动员童非，首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动。假设童非的质量为m=60kg，取g：10m／s ，把“单臂大回环”近似看作半径为R的圆周运动，试求：

（1）当转动至最高处瞬间静止时，手臂对身体的支持力大小；

（2）经研究发现：在“单臂大回环”过程中，最高点与最低点之间的速度V1和V2满足以下关系：1/2mv1^2+mg·2R=1/2mv2^2，则童非的单臂在最低位置处所受的最小拉力为多大。

1、最高点，速度为零时，竖直方向所需向心力为零，即手臂对身体的力等于重力，大小为600N。
2、1/2mv1^2+mg·2R=1/2mv2^2，这个式子是机械能守恒定律。其中V1最小为0，可以求出V2.
再由向心力知识来求：F向＝mV2^2/R=T=mg，其中T是所求的最小拉力。

你自己推一下吧！！！

1.
瞬间静止
F=mg
2.实质上是mg·2R=1/2mv2^2
可求得V2
F-mg=mv2^2/R
可求得F

(1)静止时，手臂对身体的支持力和身体所受的重力相同
N=G=mg=60kg*10m/s=600N
(2)因为最高点的速度v1=0
所以，mg*2R=1/2mv2^2
移项，可得 mv2^2/R=4mg
即在最低点所受离心力为F=mv2^2/R=4mg
故所受的拉力为
N'=F+G=5mg=3000N

此题第二问就是机械能守恒定律