豎直圓周不同初速度的運動情形討論
題目:一個小球(視為質(zhì)點),在最低點以初速度v0滑上一個光滑、固定、半徑為R的豎直圓軌道內(nèi)部,重力加速度為g,分析此后小球的運動狀態(tài)。
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坤哥解析:
分類討論,先說兩種最簡單(也是最??迹┑那榫埃?/span>
⑴,質(zhì)點在圓心線之下往復運動(不脫軌);
⑵,質(zhì)點能夠做完整的豎直圓周運動(不脫軌);
以上兩種情況高考/??级己芟矚g考、大家要多加留意(任何水平的同學都應該掌握)!具體求解過程見下圖:

?⑶下面主要是分析速度介于之間、在圓心線之上的某處脫離軌道的豎直圓周運動臨界條件,以及脫軌后的斜拋運動(注意下圖中的紅框)。
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需要拔高的同學繼續(xù)前進→

分析:設P點是內(nèi)軌道的脫離點,根據(jù)臨界條件,

繼續(xù):脫軌后顯然是斜拋運動了,然后再打在圓周上某一點(圖中紅色線;超綱、不過計算一下也是可以的):
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斜拋運動求解的方法也是把速度分解成水平方向的勻速直線和豎直方向的勻變速直線:
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(彩蛋)


進一步分析可知:

(本文公式較多、所以排版比較困難,用了些長圖片,有點影響閱讀、請大家見諒)
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