物理求助——圆周运动

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 23:00:10
质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg,此后小球继续做圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点,则此过程中小球克服 阻力所做的功为______
怎么算的?

mgR/2
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最低点 F向=7mg-G=6mg=mv^2/R
W=mv^2/2=3mgR
最高点 F向=mg
W=2mgR+mgR/2
阻力做功mgR/2

关键在于“恰好通过最高点”这句话,此时,小球处于临界状态,小于这个能量它就不能形成一个圆周轨迹。
那么,临界状态: g=V^2/R (即小球重力作为离心力,绳子上没有力)
V1 = (g*R)^(1/2) 而最低点有: 6g = V^2/R (别忘了小球自重)
V2 = (6g*R)^(1/2)
再然后用能量平衡方程做,(因为有空气阻力),孩子,明白?
3mgR + 0 = 0.5mgR + 2mgR + 损耗
损耗 = 0.5mgR

@@@@@@@@@@@2
最高点 mv^2/r=mg v=(gr)^0.5
最低点 mv^2/r=6mg v=(6gr)^0.5

做功 =动能的改变量和势能的改变量
=0.5mgr

方针直接计算能量:
状态1:
最低点:
7mg-mg=mv^2/R
6mg=mv^2/R
E1=(1/2)mv^2=3mv^2

状态2:
恰好过最高点的能量:
mg=mv^2/R
E2=mg(2R)+(1/2)mv^2=2mgR+(1/2)mgR=(5/2)mgR

△E=E1-E2=(1/2)mgR

最低点时拉力减去重力就是向心力,是6mg
根据mv的平方除以R等于6mg
v=根号下6gR
因为“转过半个圆周恰好通过最高点”,此时v'=根号下gR
则动能减少量为2.5mgR
因为从底到顶高度差为2R,所以重力势能增加了2mgR
所以克服空气阻力做功为0.5mgR

5/2mg