高一物理【圆周运动功率问题】

2024-11-30 04:50:54

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回答（1）：

1 最高处受力分析,杆对他向上4N,重力向下20N,合力向下16N
合力即为向心力 f=M*V^2/R
求得V^2=4
再用动能定理,最低处动能-最高处动能=重力做功
最低处动能-0.5*2*4=2*10*(0.5*2)
所以最低处动能=24 所以最低处v^2=24
f=M*V^2/R f=2*24/0.5 f=96N 而重力向下为20N,合力(向心力)向上,为96N,所以杆对球向上微116N.

2 p=f*v
分别对于2个情况:两次p相同,但是前者速度是后者一半,所以前者的F是后者2倍

这个fF指的是牵引力,并不包括摩擦阻力.
再看加速度,加速度比是4/1 ,所以合力比是4/1

就是(2F-f)/(F-f)=4/1 f=2/3F

再分析第二种情况,p=F*v
那么F=P/8
若速度最大,那么即没有加速度,F最小时,F最小即=摩擦力,2/3F
此时p=F*V,f=p/8*2/3=p/12 v=12

回答（2）：

设某时刻小球运动到B点，OB与OA之间的夹角为θ，根据能量守恒定律得
1/2 m v^2 = m g L sinθ → v = √(2 g L sinθ )
重力在切线方向（即速度方向）的分量为 f = m g cosθ
小球所受重力的瞬时功率 P = f * v = m g cosθ √(2 g L sinθ )
可见，在 θ从0到π/4过程中，功率P逐渐增大，在从π/4到π/2过程中，功率P逐渐减小。

回答（3）：

先变大后变小，，，，，，P=FV，，，，F是重力严速度方向分力；
一开始V=0,,最后F=0，，，，中间状态V,F都不是0；