【高一物理】关于向心力的问题》》》如下图,小木块在一个匀速随着圆周运动的圆盘做着圆周运动,图中标出了小方块将会运动的轨迹,那么,方块受到两个方向的摩擦力的影响,一个指向圆心,

Question

【高一物理】关于向心力的问题》》》
如下图,小木块在一个匀速随着圆周运动的圆盘做着圆周运动,图中标出了小方块将会运动的轨迹,那么,方块受到两个方向的摩擦力的影响,一个指向圆心,另一个则是切线方向,他们的合力就是紫色线那条,可是书本说合外力是指向圆心的.
上面的理解哪些错了?怎样理解.我对向心力无法明白,就如,过山车到了顶端受到向下的合外力,而前后方向的速度为0怎么不会随着合外力的方向坠下来?
用简洁有力的语言解释即可,

Answer 1

首先楼主的题意我分析了一下应该是这样子:
小木块和员盘是相对静止的...也就是说摩擦力是静磨擦力...如果楼主表达的是这个意思的话...那么很简单...
首先就是..如果一个物体作圆周运行,根据向量的速度V对时间求导,得到的dw/dt的向量方向永远是与V的方向垂直,(可以用向量求导的纯数学方法推出来..方向单位当成一个参数字母就行)而速度对时间的导数就是加速度的定义..
所以作圆周运行的加速度方向总是指向圆心.（注意,这里是指V的模是常数,V的方向角度是与时间的正比函数时,才有此结论）
再从牛顿二律公式知道,F和a这两个向量的比值m是实数是标量,所以据数学中的向量公式,F和a是共线的,又因为m>0,所以F和A是同向的..这里的F是合外力
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以上是基础原理,如果物理基础好的话..可以不用看直接看下面
那么楼主此图矛盾出在：
向下的那个分力是哪来的?如果按照楼主的图所受力,那么木块在转起来的时候,不仅是作圆周运动,而且是在作加速圆周运动.也就是说仍然走的是圆,但是他的速率（不是速度,速度是向量,速率是向量的模）是不断增加的..
在高中课本上,所说的匀速圆周运行,是指V这个向量的模在值不变,V的方向角匀速变化.这样的话,小木块也就不会受到向下的那个分力,只有向右的那个力了.合力也就是向右.
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另外回答你的过山车掉下来的问题,就是,物体的运动的加速度,总是满足牛顿第二定律的...而速度(是向量,有方向的一个量)是受加速度而制约的
在过山车时,V(注意V是向量,不是实数)=V0+at 就是因为他有一个初速度V0,而at的数值仅仅是由重加,支持力在短时间上的积累而提供..这个积累的向量的方向是向下的,但是它的模还不够大,所以V也就不足以由向前的方向改变到向下的方向,所以也就掉不下来..
我在这里发现你用的词语是"掉""坠下来",在物理学运动学中没有"掉"这类语言,一切都要用运行的思想去分析,你之所以用"掉",就是因为我们的人脑在生活中太习惯于物体下落的情形,这种习惯已经深深刻入我们大脑中...所以..,那么我把楼主的问题用运行学的描述语言小改一下就是:
为什么过山车到了顶端时,它的运动速度不能由向正前方转到正下向?
(用运行速度来形容,而不是用"掉"来形容),
我的回答就是:因为向下的加速度在短时间积累,这个向量at的模太小!还不足以让V0由正前向改变到正下方.