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物体脱离轨道瞬间的速度分析
蔡飞
(江苏省常熟市伦华高级中学ꎬ江苏常熟２１５５００)
摘要:轨道运动一直是高中物理教学中的重点内容.本文将从有、无约束作用下的固定轨道、
动态的轨道三种不同的模型对物体脱离轨道的运动进行分析ꎬ寻找解题的一般规律ꎬ并且将对动态
轨道的典型问题进行重点研究.
关键词:轨道运动ꎻ模型建构ꎻ相对运动ꎻ速度分量
中图分类号:Ｇ６３２文献标识码:Ａ文章编号:１００８－０３３３(２０２４)０４－０１０８－０３
高中物理对于动力学中关于力和运动、功能关
系的研究ꎬ通常会在有预设轨道中来进行运动的分
析和讨论.而且预设轨道中ꎬ往往会涉及固定轨道和
动态轨道两种情况.对于不同的模型ꎬ讨论的方向会
有所不同.本文重点研究物体在不同条件下脱离轨
道瞬间的速度问题.
图１例１题图图２模型分析法示意图
１有约束作用下的固定轨道脱离分析ì
ìｓ＝ｖｔｖ＝５ｍ/ｓ
ï０ï０
ïï
有约束作用下的固定轨道ꎬ即物体的运动轨迹í１２⇒í１０
ｈ＝ｇｔ
ïïｔ＝ｓ
ï２ï
只能沿轨道ꎬ通常研究的为小环套嵌于轨道上或小îî５
球在有内外轨的轨道中的运动模型.下面将对小环∴ｖ＝５ｍ/ｓｖ＝ｇｔ＝２１０ｍ/ｓ
ｘｙ
在轨道上的运动脱离速度问题进行分析.２２
ｖ＝ｖ＋ｖ＝３５ｍ/ｓ
ｘｙ
例１如图１ꎬ位于竖直平面内的光滑轨道由四
２２１
分之一圆弧ａｂ和抛物线ｂｃ组成ꎬ圆弧半径Ｏａ水由以上分析可知:ｓｉｎθ＝ｃｏｓθ＝
３３
平ꎬｂ点为抛物线顶点.已知Ｒ＝０.５ｍꎬｈ＝２ｍꎬｓ＝至此ꎬ此抛物线对应的平抛运动原型已确定.接
２
２ｍ.取重力加速度大小ｇ＝１０ｍ/ｓ.若环从ａ点静下来对给定条件结合平抛运动原型进行分析.
止释放ꎬ求环到达ｃ点时速度的水平分量和竖直分当Ｒ＝０.５ｍ时ꎬ小环从
初级会计持证人
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