小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大
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本题要找到等效最高点和等效最低点。
原来静止的位置就是等效最低点,与该点在同一直径的另一端为等效最高点。
1、小球在等效最高点时速度最小,在此处,绳子拉力恰为0(因小球恰能在竖直平面内做圆周运动),等效重力就是重力与电场力的合力,可由原来在等效最低点时静止,用三角函数关系得
g等效=mg
/
cosθ
所以在等效最高点,等效重力完全提供向心力,得 mg
/
cosθ=m*
v小^2
/
l
得最小速度是 v小=根号(gl/
cosθ)
2、在等效最低点(原来静止处),小球速度最大。由能量守恒关系得
g等效*2l+(m*
v小^2
/2)=m*
v大^2
/2
(mg
/
cosθ)*2l+m*gl
/
(2cosθ)=m*
v大^2
/2
得所求最大速度是 v大=根号(5gl
/
cosθ)
原来静止的位置就是等效最低点,与该点在同一直径的另一端为等效最高点。
1、小球在等效最高点时速度最小,在此处,绳子拉力恰为0(因小球恰能在竖直平面内做圆周运动),等效重力就是重力与电场力的合力,可由原来在等效最低点时静止,用三角函数关系得
g等效=mg
/
cosθ
所以在等效最高点,等效重力完全提供向心力,得 mg
/
cosθ=m*
v小^2
/
l
得最小速度是 v小=根号(gl/
cosθ)
2、在等效最低点(原来静止处),小球速度最大。由能量守恒关系得
g等效*2l+(m*
v小^2
/2)=m*
v大^2
/2
(mg
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cosθ)*2l+m*gl
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(2cosθ)=m*
v大^2
/2
得所求最大速度是 v大=根号(5gl
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cosθ)
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