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圆周运动的物体向心力做工是不是等于合力做功

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/04 10:21:16
圆周运动的物体向心力做工是不是等于合力做功
圆周运动的物体向心力做功是不是等于合力做功(不一定是匀速圆周运动啊)
圆周运动的物体向心力做工是不是等于合力做功
圆周运动的向心力是不做功的,因为向心力方向始终与速度方向也就是位移方向垂直.变速圆周运动的合外力做功可以运用动能定理来求解.
再问: 不是匀速圆周运动啊,比如用长为L的绳子拉着一个质量为M的小球,绳子的拉力提供向心力,如果小球做的是变速圆周运动,绳子的拉力要做功啊
再答: 绳子拉力不会做功,绳子拉力方向永远指向圆心与圆周运动的速度方向垂直。竖直平面内的圆周运动速度改变是由于重力在做功,但是绳子的拉力是不做功的。当然这里指的是刚性绳不是弹性绳。
再问: 那这道题怎么做?在一粗糙的斜面上一长为L的细线栓一质量为M的小球在倾角为30度的斜面上做圆周运动,小球在通过最低点时绳子上的拉力为5mg,小球刚好能沿圆周通过最高点,求小球从最低点到最高点的过程中摩擦力做的功答案是-mg, 求结题思路
再答: 恰好通过最高点是绳模型的隐藏条件,这边的意思就是恰好由重力的沿斜面向下的分力来提供向心加速度,绳子中的拉力恰好为零,这样可以求出最高点的速度。最低点由拉力和重力沿斜面向下的分力提供向心力,同样可以通过向心力公式求出最低点的速度,之后对从最低点到最高点的过程用动能定理,动能变化量等于重力做功与摩擦力做功之和。
我刚刚计算了一下,最后摩擦力做功就是-mgL。在最高点有1/2 mg=mv^2/L,最低点有5mg-1/2mg=mV^2/L,所以从最低到最高的动能变化量就是1/2mV^2-1/2mv^2=-2mgL=-mgL+Wf.
再问: 但能不能根据动能定理,W=FX=M(V2^2-V1^2)/2 底端速度为V1,顶端为V2
再根据向心力公式F=mv^2/r 得到 Fr/2=mv^2/2 那么M(V2^2-V1^2)/2=F1r/2+F2r/2
那么就可以避开F要是恒力的要求,那么绳子的拉力就做功了啊,应该是 W拉力+Wf+Wg=Ek末-Ek初
再答: 使用动能定理本来就不要求做功的力为恒力。你只要回忆一下一个力做功的条件就可以了,拉力方向始终与速度方向垂直的,这就说明拉力不可能做功。而且上面这个题目我们可以通过向心力来把速度求出来,也就是动能变化量求出来。做功的力为重力和摩擦力,重力做功是可求的,摩擦力做功是要求的,如果拉力也做功,那么拉力做功多少?怎么去求呢?