圆周运动经典模型:杆模型和绳模型

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圆周运动两个经典模型——杆模型和绳模型,是考试常考的模型,也是同学们很容易混淆的,但只要会受力分析,什么力提供向心力,列出向心力公式,就迎刃而解,万变不离其宗。


杆模型和绳模型都是研究竖直平面内的圆周运动,一般只研究最高点和最低点。

杆模型

杆模型:物体在竖直平面内做圆周运动,有支撑。(如小球和杆相连、小球在弯管内运动)

(杆模型最常见的两种类型)

杆模型的运动规律:

(1)小球在最高点的速度v可以等于零。

(2)当小球的速度v=,杆对小球的支持力为零,小球只受重力。

(3)当小球的速度0<v<时,杆对小球有支持力。

(4)当小球的速度v>时,杆对小球有拉力。

绳模型

杆模型:物体在竖直平面内做圆周运动,无支撑。(如小球和细绳相连、小球在内轨道运动)

(绳模型最常见的两种类型)

绳模型的运动规律:

(1)小球在最高点的速度不能为零,最小值v=

(2)当小球的速度v=,小球只受重力,恰好可以做完整的圆周运动。

(3)当小球的速度v<时,小球将不能做完整的圆周运动。

(4)当小球的速度v>时,绳对小球有拉力。

杆模型和绳模型对比:

(1)杆模型最高点速度可以为零,绳模型最高点速度最小值为

(2)杆既可以提供支持力和拉力,绳只能提供拉力。

(3)杆模型恰好可以做完整的圆周运动条件是最高点速度为零,而绳模型是最高点的速度为

(四种常见的绳杆类型对比,前两种绳模型,后两种杆模型)


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