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題目:
【例題】一物體在水平面內沿半徑為20cm的圓形軌道做勻速圓周運動,線速度為1.2m/s,求物體在經過圓周的最高點時對圓軌的壓力大小。
分析:
本題考查的是圓周運動中的向心力和向心加速度問題。物體在最高點時,受到重力和圓軌的支持力,根據向心力公式和牛頓第三定律即可求解。
解答:
根據向心力公式:$F_{n} = m\frac{v^{2}}{r}$,可得物體在最高點時受到的支持力為:
$F_{n} = m\frac{v^{2}}{r} = 0.5 \times \frac{1.2^{2}}{0.2} = 3.6N$
由于物體在最高點時只受到重力和支持力的作用,因此根據牛頓第三定律可知,物體對圓軌的壓力大小為:
$F_{N^{\prime}} = F_{n} = 3.6N$
答案:物體在經過圓周的最高點時對圓軌的壓力大小為3.6N。