Question

请教一道物理题紧急在线等谢谢

请问为什么第(2)种情况，小球上升到与圆心等高位置？谢谢

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Answer 1

第一种情况是小球大于某一速率可以在圆圈内做圆周运动，你已经明白了，第二种情况是速率小于某一值，小球只能在圆圈内左右摆动，那么大圆圈最高点设为H，与圆心齐平的点为A的话，小球最高只能到A，因为它速率小，假如到了A与H之间的某一点，会竖直的掉下来的

追问

为什么是竖直掉下来？不是还有轨道支持力吗？不是应该斜抛的吗？

追答

假如到了A与H之间的某一点的话，速度是0了，你说斜抛说明它还有速度，它要是还有速度就不是斜抛而是继续沿着圆周运动，速度够大就会超过H点，那就是第一种情况了，速度不够大，在到达顶点H之前降为0，那就会竖直掉下来了

追问

那可以是速度为0，但是受支持力与重力，然后不是在竖直方向运动吗？

追答

支持力与离心力是方向相反在一条直线上的，支持力指向圆心，它的大小是不多变化的，圆圈最底点时最大，等于重力与离心力的和，当小球到达A与H之间的某一点，速度为零后，离心力是0，支持力也是0了，这时只有竖直方向的重力了，也就竖直掉下来了

追问

为什么速度为0后，支持力也为0？

追答

速度为零后，离心力是0，支持力也是0，你们老师是吃闲饭的吗

Answer 2

此题答案完整，如果第二种情况小球位于圆心等高时速度不为0，介于0与2倍根号3，小球则会在之后的上升运动过程中由于重力大于小球运动的向心力竖直方向分离而作向心运动，即所谓的斜抛运动。

Answer 3

第二种情况研究的是速度减为零时的位置。若停在下半圆，小球速度减为零后会沿着圆返回；若停在上半圆上，小球速度减为零后会做自由落体运动，从而脱离圆周。

追问

不是还有轨道支持力吗？不是应该斜抛的吗？

追答

脱离轨道时还有速度，只受重力作用，应该是斜抛。

Answer 4

条件一：题目中说不脱离圆轨道运动，
条件二：不能通过最高点的临界条件，
以上两条件综合可得到：小球上升到与圆心等高位置处，速度恰好减为零。

Answer 5

因为，否则小球会脱离圆形轨道。