在同一水平高度上有A、B兩物體,它們的質量分別為m、M,A物體從如圖所示位置開始以角速度ω繞O點在豎直平面內順時針做勻速圓周運動,其軌道半徑為R,同時B物體在恒力F作用下,由靜止開始在光滑水平面上沿x軸正方向做直線運動,試問∶
(1)A物體運動到什么位置時,它的速度可能與B物體相同?
(2)要使兩物體速度相同,作用在B物體上的力F應
多大?
(3)當兩物體速度相同時,B物體的最小位移是多少?
由于速度是矢量,兩個矢量相同,不僅要求大小相同,而且還要求方向相同,因此只有當 A物體轉到最高點時,才可能與B物體具有相同的速度,由于勻速圓周運動具有周期性的運動特征,A物體第一次、第二次……到達最高點都有可能與B物體具有相同的速度,因而本題將有無數(shù)組解.(1) 要使A、B兩物體速度相同,A物體必須運動到圓周最高點,此時兩者速度方向都向右.(2) 當物體A第一次到圓周最高點時當物體 A第二次到圓周最高點時則當物體 A第n+1次到圓周最高點時即∶ ![]() 要使兩物體速度相同,則有 ![]() 聯(lián)立①、②可解得∶
(3) 兩物體速度相同時,當n=0時,此時B 物體的位移![]() 在高中物理問題中,有許多問題均屬于周期性多解問題,這類問題,在沒有約束條件時,都有無數(shù)組解,解答時,必須全面考慮,認真思考,否則將會失去解的完備性.一般而言,這類問題能夠充分反映學生對物理規(guī)律的理解程度、分析與綜合能力以及思維層次的高低,因此,掌握解答此類題型的方法和技巧是十分重要的.總之,對于這類題目,應該仔細審題,全面分析,多想想周期性情況,力求使問題的解答做到完整嚴密,從而培養(yǎng)自己分析和解決物理問題的能力. |
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圖
(1)A物體運動到什么位置時,它的速度可能與B物體相同?
(2)要使兩物體速度相同,作用在B物體上的力F應多大?
(3)當物體速度相同時,B物體的最小位移是多少?
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如圖,在同一水平高度上有A、B兩物體,質量分別為m、M。A從圖示位置開始以角速度ω繞O點在豎直平面內沿順時針方向作勻速圓周運動,軌道半徑為R。同時B物體在恒力F作用下,由靜止開始在光滑水平面上沿x軸正方向做直線運動,求:
(1)A物體運動到什么位置時,它的速度方向可能B物體相同?
(2)要使兩物體的速度相同,作用在B物體上的力F應多大?
(3)當兩物體速度相同時,B物體的最小位移為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖,在同一水平高度上有A、B兩物體,質量分別為m、M。A從圖示位置開始以角速度ω繞O點在豎直平面內沿順時針方向作勻速圓周運動,軌道半徑為R。同時B物體在恒力F作用下,由靜止開始在光滑水平面上沿x軸正方向做直線運動,求:
(1)A物體運動到什么位置時,它的速度方向可能B物體相同?
(2)要使兩物體的速度相同,作用在B物體上的力F應多大?
(3)當兩物體速度相同時,B物體的最小位移為多少?
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科目:高中物理 來源:2013屆四川省攀枝花市高一4月月考物理卷 題型:計算題
如圖,在同一水平高度上有A、B兩物體,質量分別為m、M。A從圖示位置開始以角速度ω繞O點在豎直平面內沿順時針方向作勻速圓周運動,軌道半徑為R。同時B物體在恒力F作用下,由靜止開始在光滑水平面上沿x軸正方向做直線運動,求:
(1)A物體運動到什么位置時,它的速度方向可能B物體相同?
(2)要使兩物體的速度相同,作用在B物體上的力F應多大?
(3)當兩物體速度相同時,B物體的最小位移為多少?
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