放在托盘上并随托盘一道处于静止状态的物体,后开始随托盘一起逐渐处于匀速圆周运动状态,问:
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/09/13 02:29:04
放在托盘上并随托盘一道处于静止状态的物体,后开始随托盘一起逐渐处于匀速圆周运动状态,问:
物体从静止状态逐渐处于匀速圆周运动状态,即从速度为零至得到线速度值大小恒定这个过程中或瞬间,物体是否受到了由托盘提供的使得物体具备线速度并沿线速度方向的摩擦力?注意:我说的是物体在随托盘一起进入匀速运动状态以前即从静止到有恒定的线速度值大小为界时的这段时间或瞬间的过程时物体在托盘面的受力方向,
物体从静止状态逐渐处于匀速圆周运动状态,即从速度为零至得到线速度值大小恒定这个过程中或瞬间,物体是否受到了由托盘提供的使得物体具备线速度并沿线速度方向的摩擦力?注意:我说的是物体在随托盘一起进入匀速运动状态以前即从静止到有恒定的线速度值大小为界时的这段时间或瞬间的过程时物体在托盘面的受力方向,
题目没有说明放在托盘中的物体是在水平面运动,还是在其他平面运动.
以在水平面运动为例:
当放在托盘中的物体从静止开始逐渐沿圆周加速时(物体与托盘相对静止),物体会受到一个静摩擦力作用,该摩擦力方向是由切线偏向圆心一些,该摩擦力可正交分解为两个分力:一个分力是沿切线方向,作用是增大线速度的大小;另一个分力是指向圆心,作用是不断改变线速度的方向.
当线速度大小不变后(达到匀速圆周运动状态),静摩擦力的方向就只是指向圆心了.
可见,在物体速度从0增大到最大值的过程中,物体受到的静摩擦力方向是逐渐向偏向圆心的.
再问: 有急事,两天没在网上。我的意思:物体放在圆盘上,物体与圆盘开始都处于静止状态,尔后圆盘由静止开始转动并使物体随圆盘一起转动且逐渐处于匀速圆周运动状态,这个过程中物体逐渐获得了大于零的线速度值且这个值逐渐恒定,那么这个线值从零到恒定值的过程中,托盘是否给物体提供了一个切线速度方向的摩擦力?如果有,物体受到的托盘提供的这个沿切线速度方向的摩擦力和托盘对物体提供的圆周运动所需的向心力(摩擦力)矛盾吗?
再答: 明白你的意思了,情况正是我所画的图那样。 由于物体是从静止开始做变加速圆周运动(速度越来越大的圆周运动),所以物体受到的静摩擦力方向不是沿切线方向的,而是我所画的图那样。即摩擦力方向与物体速度方向夹角是锐角,所以这个摩擦力会对物体做正功,使物体的速度能增大。当速度大小恒定后,摩擦力的方向就指向圆心(以后它不做功了)。
再问: 那么当物体受到托盘提供的摩擦力方向逐渐偏向圆心时,物体应该与原来相对原盘的静止位置点发生了相对位移吧?那么物体在某个时间内或瞬间做的就不是圆周运动而是抛物线运动吧?但是当我们观察由轴带动一个皮带轮或齿轮由静止逐渐开始匀速圆周转动时,皮带轮或齿轮并未做也不可能做偏离圆心的些微位移,那么是什么力阻止了这种情况的发生呢?谢谢!
再答: 在最终达到的速度不超过一定数值的前提下,物体不会在托盘上发生相对滑动的,即物体一直是做圆周运动。 物体不会在托盘上发生相对滑动的原因,是静摩擦力正交分解在切向和法向时,法向(沿半径方向)的分力完全能提供物体所需的向心力。 只有托盘转动很快时,上述所说的法向分力不足以提供所需的向心力时才会发生相对滑动。
再问: 那么静摩擦力在切线方向的效果分力是应该必须消除的吧?它是如何消除的呢?因为假如说没消除在切线方向的效果分力(由托盘提供的静摩擦力),那么物体在既受向心力又受切向静摩擦力的情况下,物体又怎么能够在在托盘上从静止而逐渐开始随托盘一起做匀速圆周运动的呢?谢谢你再细致给我解释一下,谢谢!
再答: 首先要重申一下,在水平方向物体只受到一个力:静摩擦力(在分析受力时不能说受到向心力)。 这个静摩擦力分解为两个分力:一个沿切向,作用是使物体速度不断增大;另一个沿半径指向圆心,作用是提供物体所需的向心力。 在物体速度不断增大时,两个方向的分力同时不为0,所以这时的静摩擦力(合力)方向才会偏离切线一些。 在物体的速度大小稳定时,切向的分力等于0,只有法向的力,即这时的静摩擦力(合力)方向指向圆心,这时才算物体是做“匀速圆周运动”。
以在水平面运动为例:
当放在托盘中的物体从静止开始逐渐沿圆周加速时(物体与托盘相对静止),物体会受到一个静摩擦力作用,该摩擦力方向是由切线偏向圆心一些,该摩擦力可正交分解为两个分力:一个分力是沿切线方向,作用是增大线速度的大小;另一个分力是指向圆心,作用是不断改变线速度的方向.
当线速度大小不变后(达到匀速圆周运动状态),静摩擦力的方向就只是指向圆心了.
可见,在物体速度从0增大到最大值的过程中,物体受到的静摩擦力方向是逐渐向偏向圆心的.
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/2c/52c8ad76213c2d06acfc07b2ec1d831f.jpg)
再问: 有急事,两天没在网上。我的意思:物体放在圆盘上,物体与圆盘开始都处于静止状态,尔后圆盘由静止开始转动并使物体随圆盘一起转动且逐渐处于匀速圆周运动状态,这个过程中物体逐渐获得了大于零的线速度值且这个值逐渐恒定,那么这个线值从零到恒定值的过程中,托盘是否给物体提供了一个切线速度方向的摩擦力?如果有,物体受到的托盘提供的这个沿切线速度方向的摩擦力和托盘对物体提供的圆周运动所需的向心力(摩擦力)矛盾吗?
再答: 明白你的意思了,情况正是我所画的图那样。 由于物体是从静止开始做变加速圆周运动(速度越来越大的圆周运动),所以物体受到的静摩擦力方向不是沿切线方向的,而是我所画的图那样。即摩擦力方向与物体速度方向夹角是锐角,所以这个摩擦力会对物体做正功,使物体的速度能增大。当速度大小恒定后,摩擦力的方向就指向圆心(以后它不做功了)。
再问: 那么当物体受到托盘提供的摩擦力方向逐渐偏向圆心时,物体应该与原来相对原盘的静止位置点发生了相对位移吧?那么物体在某个时间内或瞬间做的就不是圆周运动而是抛物线运动吧?但是当我们观察由轴带动一个皮带轮或齿轮由静止逐渐开始匀速圆周转动时,皮带轮或齿轮并未做也不可能做偏离圆心的些微位移,那么是什么力阻止了这种情况的发生呢?谢谢!
再答: 在最终达到的速度不超过一定数值的前提下,物体不会在托盘上发生相对滑动的,即物体一直是做圆周运动。 物体不会在托盘上发生相对滑动的原因,是静摩擦力正交分解在切向和法向时,法向(沿半径方向)的分力完全能提供物体所需的向心力。 只有托盘转动很快时,上述所说的法向分力不足以提供所需的向心力时才会发生相对滑动。
再问: 那么静摩擦力在切线方向的效果分力是应该必须消除的吧?它是如何消除的呢?因为假如说没消除在切线方向的效果分力(由托盘提供的静摩擦力),那么物体在既受向心力又受切向静摩擦力的情况下,物体又怎么能够在在托盘上从静止而逐渐开始随托盘一起做匀速圆周运动的呢?谢谢你再细致给我解释一下,谢谢!
再答: 首先要重申一下,在水平方向物体只受到一个力:静摩擦力(在分析受力时不能说受到向心力)。 这个静摩擦力分解为两个分力:一个沿切向,作用是使物体速度不断增大;另一个沿半径指向圆心,作用是提供物体所需的向心力。 在物体速度不断增大时,两个方向的分力同时不为0,所以这时的静摩擦力(合力)方向才会偏离切线一些。 在物体的速度大小稳定时,切向的分力等于0,只有法向的力,即这时的静摩擦力(合力)方向指向圆心,这时才算物体是做“匀速圆周运动”。
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