圓周運(yùn)動中的臨界問題研究

張文涵

摘要：本文通過對高中物理圓周運(yùn)動中水平平面內(nèi)和豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動的臨界點問題進(jìn)行分析，以期對中學(xué)物理圓周運(yùn)動相關(guān)問題的解決具有啟示作用.

關(guān)鍵詞：圓周運(yùn)動水平平面內(nèi)豎直平面內(nèi)臨界問題

在高中的物理課程中，圓周問題是一個經(jīng)典的物理問題，圓周運(yùn)動的臨界點是考試中常見的考點.本文中，筆者結(jié)合自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗，通過對在水平面內(nèi)和豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界點的相關(guān)問題進(jìn)行研究分析，歸納總結(jié)考點的相關(guān)內(nèi)容，以方便同學(xué)們更快速地解決這一問題.

1.水平面內(nèi)的臨界問題

在水平平面上的圓周運(yùn)動的相關(guān)臨界問題本質(zhì)是拉力、彈力及摩擦力等有關(guān)的物理量互相之間的關(guān)系.

例在一個水平面的平臺上放置一個質(zhì)量為m0的物體，在m0的另一端系著一個質(zhì)量為m的物體，物體m0與水平平臺之間的最大靜摩擦力為Fmax，木塊m0以角速度轉(zhuǎn)動，且能夠與水平平臺之間維持在相對靜止的狀態(tài)，求運(yùn)動半徑R的值.

在上述的例題中，由已知條件可分析得到：由于m0與平臺之間是相對靜止的，所以m保持靜止，繩子對物體m0拉力假設(shè)為F，則有拉力F與m物塊的重力是相等的關(guān)系，而當(dāng)物塊m0在平臺上運(yùn)動，其靜摩擦力與圓周運(yùn)動的圓心在同一條線上時，有拉力與最大靜摩擦力Fmax之和與向心力的值相等，而向心力與圓周運(yùn)動的速度是有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系的，因此，可得知物塊m的重力、最大靜摩擦力及圓周運(yùn)動的速……