因为下滑速率不变
所以是 匀速圆周运动
所以 始终合力是指向圆心的 大小不变
那么 这个合力是哪些力提供的呢?
是 物块的重力 曲面的支持力 和曲面的摩擦力提供的
现在 把这些力分解 分解成沿半径方向的和沿半径切线方向的(也就是把重力分解)
下面开始解释:
C:始终看沿半径方向的那些力
也就是重力沿半径方向的分力和压力的合力是定值(匀速圆周)
D:始终看沿圆切线方向的那些力
也就是重力沿圆切线方向的分力和摩擦力,他们这个方向合力为0(匀速圆周)
这样就分析出来了
C的话。对沿半径方向受力分析:支持力-重力的径向分力=向心力。
由于速度大小不变,向心力不变。由于越接近最低点,重力的径向分力越大。所以支持力越来越大。亦即压力越来越大。
D。对垂直半径方向受力分析。由于速度大小不变,可知此方向受力平衡。所以重力的切向分力=摩擦力。又由于越接近最低点,重力的切向分力越小。所以摩擦力越来越小
C:匀速,平衡状态,相当于把小物块分别放在靠近最低点的位置受力分析,受力分析时,当成一个斜面分析,越靠近最低点,相当于倾斜角度越来越小,越来越趋近于水平,那么对斜面的压里就越来越大,因为重力垂直于斜面的分力越来越大(角小了)。
D:因为匀速,也是当成斜面受力分析,角度越小,重力沿斜面的分力越来越小,那么需要来平衡这个分力的摩擦力就应该越来越小,因为要保持平衡状态。
总之就是,受三个力,重力、支持力、摩擦力。当斜面分析,你可以自己分析下哈~
C 物块对曲面的压力垂直于曲面切线方向,由此可推出,物块在曲面顶点时,物块对曲面的压力为0,随着物块下降,物块对曲面的压力越来越大,直至物块在曲面底部时物块对曲面的压力为物块自身重力;
D 由物块下滑时速率保持不变可以知道物块合外力为0,物块所受外力主要有三,一为自身重力,二为曲面对其支撑力,三为摩擦力,其中,支撑力垂直于曲面切线方向,摩擦力平行于曲面切线方向,物块重力可沿曲面切线及圆心方向分解以完全抵消支撑力和摩擦力,物块下滑过程中,重力在平行于曲面切线方向上的分解越来越小,由此推出物块受到的摩擦越来越小
保持速率不变,也就是说匀速圆周运动 故向心加速度相同 向心力=压力—重力在向心方向上的分力,越接近最低点,重力在向心方向上的分力越大,所以保持匀速圆周运动,压力就要增大
而重力的另一个分力就要和摩擦力等大反向,抵消。
重力在向心方向上的分力增大,在和摩擦力反方向的分力减小