如图所示,质量为m的物体静止在光滑圆轨道的最低点A.现对m施加一大小不变、方向始终沿圆轨道切线方向的力,使物体沿圆周轨道运动1/4圆周到达B点,在B点时立即撤去外力F.若要使物体
问题描述:
如图所示,质量为m的物体静止在光滑圆轨道的最低点A.现对m施加一大小不变、方向始终沿圆轨道切线方向的力,使物体沿圆周轨道运动
圆周到达B点,在B点时立即撤去外力F.若要使物体在竖直圆弧轨道内侧能够通过最高点作完整的圆周运动,问所施的外力F至少要多大?1 4
答
在最高点,根据牛顿第二定律得:mg=m
v2 R
解得:v=
gR
从A到最高点运用动能定理得:
F•
×2πR-mg•2R=1 4
mv2-01 2
解得:F=
mg5 π
答:所施的外力F至少为
mg.5 π