在过山车时,在圆环处最高点时 支持力+重力=向心力 高一物理问题在过山车时,在圆环处最高点时
支持力+重力=向心力
为什么当重力等于向心力时 过山车就不会掉下来?
可以从另一方面来理解,若重力提供向心力,还剩下有一部分力（重力大于向心力即重力减去向心力后不为零）时,而这一部分力就会使物体下坠即掉下来,当重力等于向心力时过山车刚好没有多余的力即这一部分力刚好为零,就不会下坠即不会掉下来
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重力等于向心力是临界条件。此时过山车正好可以做圆周运动，当然不会掉下来了。如果重力小于所需向心力，过山车会向内运动，半径减小，也就是会掉下来。
此时支持力为0 即没有支持力 向心力完全由重力提供 正好平衡 而重力不可改变 所以重力必存在 且为定值
这个问题我当时也纠结了，不过想一下就可以了其实可以这样想，重力原本是让物体受到地心的引力使其往地心运动的，过山车通过“使用”向地心移动，但是现在过山车将重力用在充当向心力了，所以就不会掉下去
重力等于向心力时 过山车就不会掉下来，在持力+重力=向心力 时也不会掉下来。这时候都是由于人受到的重力或者重力和压力的合力都完全用来提供人做匀速圆周运动的向心力了。所以都不会掉下来。
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＞＞＞如图在直径为D、电阻为R的细金属丝圆环区域内有一垂直于该圆环的..
如图在直径为D、电阻为R的细金属丝圆环区域内有一垂直于该圆环的变化磁场，其磁场的变化规律为B=kt（k为常数），求：（1）金属圆环中通过的感应电流；（2）若圆环产生的热全部以波长为λ的红外线光子辐射出来，则在ts内射出的光子数目是多少？
题型：问答题难度：中档来源：不详
（1）由圆的面积公式，则有：S=πD24因为B=kt，所以△B△t=k所以ε=△Φ△t=S?△B△t=π4D2?k解得：I=εR=πD2k4R（2）设t&s射出的光子数为n，h为普朗克常数，c为真空光速，电能E1=I2Rt光子能量E2=hcλ电能全部转化为光能：即I2Rt=n?hcλ所以n=I2Rtλh?c=π2D4k2λt16Rh?c答：（1）金属圆环中通过的感应电流πD2K4R；（2）若圆环产生的热全部以波长为λ的红外线光子辐射出来，则在ts内射出的光子数目是π2D4K2λt16Rhc．
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据魔方格专家权威分析，试题“如图在直径为D、电阻为R的细金属丝圆环区域内有一垂直于该圆环的..”主要考查你对&&向心力，牛顿第二定律，带电粒子在匀强磁场中的运动，能量守恒定律、第一类永动机，光子的动量&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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向心力牛顿第二定律带电粒子在匀强磁场中的运动能量守恒定律、第一类永动机光子的动量
向心力的定义：
在圆周运动中产生向心加速度的力。。向心力的特性：
1、向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小，大小，方向总是指向圆心（与线速度方向垂直），方向时刻在变化，是一个变力。向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供。2、轻绳模型Ⅰ、轻绳模型的特点：①轻绳的质量和重力不计；②可以任意弯曲，伸长形变不计，只能产生和承受沿绳方向的拉力；③轻绳拉力的变化不需要时间，具有突变性。Ⅱ、轻绳模型在圆周运动中的应用小球在绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动的临界问题：①临界条件：小球通过最高点，绳子对小球刚好没有力的作用，由重力提供向心力：②小球能通过最高点的条件：（当时，绳子对球产生拉力）③不能通过最高点的条件：（实际上小球还没有到最高点时，就脱离了轨道）3、轻杆模型：Ⅰ、轻杆模型的特点：①轻杆的质量和重力不计；②任意方向的形变不计，只能产生和承受各方向的拉力和压力；③轻杆拉力和压力的变化不需要时间，具有突变性。Ⅱ、轻杆模型在圆周运动中的应用轻杆的一端连着一个小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时，轻杆对小球产生弹力的情况：①小球能通过最高点的临界条件：（N为支持力）②当时，有（N为支持力）③当时，有（N=0）④当时，有（N为拉力）知识点拨：向心力是从力的作用效果来命名的，因为它产生指向圆心的加速度，所以称它为向心力。它不是具有确定性质的某种类型的力。相反，任何性质的力都可以作为向心力。实际上它可是某种性质的一个力，或某个力的分力，还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。对一个物体进行受力分析的时候，是不需要画向心力的，向心力是效果力。知识拓展：对于向心力的理解，同学们可以切身的体会一下。两个同学手拉手，甲同学原地，乙同学绕着甲同学转，甲同学给乙同学的拉力就是向心力，当拉力大于向心力的时候，乙同学向心（甲同学）运动，当拉力小于向心力的时候，乙同学做离心运动。内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F=kma。在国际单位制中，k=1，上式简化为F合=ma。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律定义的：使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力，叫做1N（kg·m/s2=N）。对牛顿第二定律的理解：①模型性牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或可看成质点模型的物体。②因果性力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。③矢量性合外力的方向决定了加速度的方向，合外力方向变，加速度方向变，加速度方向与合外力方向一致。其实牛顿第二定律的表达形式就是矢量式。④瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系，它们同生、同灭、同变化。⑤同一性（同体性）中各物理量均指同一个研究对象。因此应用牛顿第二定律解题时，首先要处理好的问题是研究对象的选择与确定。⑥相对性在中，a是相对于惯性系的而不是相对于非惯性系的，即a是相对于没有加速度参照系的。⑦独立性F合产生的加速度a是物体的总加速度，根据矢量的合成与分解，则有物体在x方向的加速度ax；物体在y方向的合外力产生y方向的加速度ay。牛顿第二定律分量式为：。⑧局限性（适用范围）牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用与微观粒子。牛顿第二定律的应用： 1．应用牛顿第二定律解题的步骤： (1)明确研究对象。可以以某一个质点作为研究对象，也可以以几个质点组成的质点组作为研究对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个质点为研究对象用牛顿第二定律：，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。。 (2)对研究对象进行受力分析，同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度)，并把速度、加速度的方向在受力图旁边表示出来。 (3)若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题；若研究对象在不共线的三个或三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度)。 (4)当研究对象在研究过程的小同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。2．两种分析动力学问题的方法： (1)合成法分析动力学问题若物体只受两个力作用而产生加速度时，根据牛顿第二定律可知，利用平行四边形定则求出的两个力的合力方向就是加速度方向。特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单。 (2)正交分解法分析动力学问题当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题。通常是分解力，但在有些情况下分解加速度更简单。 ①分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则：(沿加速度方向)，(垂直于加速度方向)。 ②分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，再应用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单。具体问题中要分解力还是分解加速度需要具体分析，要以尽量减少被分解的量，尽量不分解待求的量为原则。3．应用牛顿第二定律解决的两类问题： (1)已知物体的受力情况，求解物体的运动情况解这类题目，一般是应用牛顿运动定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式，求出物体运动的情况，即求出物体在任意时刻的位置、速度及运动轨迹。流程图如下： (2)已知物体的运动情况，求解物体的受力情况解这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出物体所受的其他外力。流程图如下：可以看出，在这两类基本问题中，应用到牛顿第二定律和运动学公式，而它们中间联系的纽带是加速度，所以求解这两类问题必须先求解物体的加速度。知识扩展：1.惯性系与非惯性系：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。牛顿运动定律不成立的参考系，称为非惯性系。 2．关于a、△v、v与F的关系 (1)a与F有必然的瞬时的关系F为0，则a为0； F不为0，则a不为0，且大小为a=F/m。F改变，则a 立即改变，a和F之间是瞬时的对应关系，同时存在，同时消失．同时改变。 (2)△v(速度的改变量)与F有必然的但不是瞬时的联系 F为0，则△v为0；F不,0，并不能说明△v就一定不为0，因为，F不为0，而t=0，则△v=0，物体受合外力作用要有一段时间的积累，才能使速度改变。 (3)v(瞬时速度)与F无必然的联系 F为0时，物体可做匀速直线运动，v不为0；F不为0时，v可以为0，例如竖直上抛到达最高点时。带电粒子在匀强磁场中的运动形式:
电偏转与磁偏转的对比:
关于角度的两个结论:
(1)粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于AB弦与切线的弦切角θ的2倍(如图所示)，即。(2)相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ'互补，即有界磁场中的对称及临界问题:(1)直线边界粒子进出磁场时的速度关于磁场边界对称．如图所示。(2)圆形边界①沿半径方向射入磁场，必沿半径方向射出磁场。②射入磁场的速度方向与所在半径间夹角等于射出磁场的速度方向与所在半径间的夹角。(3)平行边界存在着临界条件：(4)相交直边界带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动:确定轨迹圆心位置的方法：
带电粒子在磁场中做圆周运动时间和转过圆心角的求解方法：
带电粒子在有界磁场中的临界与极值问题的解法：当某种物理现象变化为另一种物理现象，或物体从一种状态变化为另一种状态时，发生这种质的飞跃的转折态通常称为临界状态，涉及临界状态的物理问题叫做临界问题，产生临界状态的条件叫做临界条件，临界问题能有效地考查学生多方面的能力，在高考题中屡见不鲜。认真分析系统所经历的物理过程，找出与临界状态相对应的临界条件，是解答这类题目的关键，寻找临界条件，方法之一是从最大静摩擦力、极限频率、临界角、临界温度等具有临界含义的物理量及相关规律人手：方法之二是以题目叙述中的一些特殊词语如“恰好”、“刚好”、“最大”、“最高”、“至少”为突破口，挖掘隐含条件，探求临界位置或状态。如： (1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。据此可以确定速度、磁感应强度、轨迹半径、磁场区域面积等方面的极值。 (2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越大，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场巾运动的时间越长。(前提条件是弧是劣弧) (3)当速率v变化时，圆周角大的，运动时间越越长。
“动态圆”问题的解法：
&1．入射粒子不同具体地说当入射粒子的比荷不同时，粒子以相同的速度或以相同的动能沿相同的方向射人匀强磁场时，粒子在磁场中运动的周期必不相同；运动的轨迹半径，在以不同的速度入射时不相同，以相同动能入射时可能不同。 2．入射方向不同相同的粒子以相同的速率沿不同方向射人匀强磁场中，粒子在磁场中运动的轨道中，运动周期是相同的，但粒子运动径迹所在空间位置不同，所有粒子经过的空间区域在以入射点为圆心，运动轨迹圆的直径为半径的球形空间内。当磁场空间有界时，粒子在有界磁场内运动的时间不同，所能到达的最远位置不同，从而形成不同的临界状态或极值问题，此类问题中有两点要特别注意：一是旋转方向对运动的影响，二是运动中离入射点的最远距离不超过2R，因R是相同的，进而据此可利用来判定转过的圆心角度、运动时间等极值问题，其中l是最远点到入射点间距离即轨迹上的弦长。3．入射速率不同相同的粒子从同一点沿同一方向以不同的速率进入匀强磁场中，虽然不同速率的粒子运动半径不同，但圆心却在同一直线上，各轨迹圆都相切于入射点。在有界磁场中会形成相切、过定点等临界状态，运动时间、空间能到达的范围等极值问题。当粒子穿过通过入射点的直线边界时，粒子的速度方向相同，偏向角相同，运动时间也相同。4．入射位置不同相同的粒子以相同的速度从不同的位置射入同一匀强磁场中，粒子在磁场中运动的周期、半径都相同，但在有界磁场中，对应于同一边界上的不同位置，会造成粒子在磁场巾运动的时间不同，通过的路程不同，出射方向不同，从而形成不同的临界状态，小同的极值问题。5．有界磁场的边界位置变化相同粒子以相同的速度从同定的位置出发，途经有界磁场Ⅸ域，若磁场位置发生变化时，会引起粒子进入磁场时的入射位置或相对磁场的入射方向发生变化，从而可能引起粒子在磁场中运动时间、偏转角度、出射位置与方向等发生变化，进而形成临界与极值问题。能量守恒定律：
1.内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能的总量保持不变2.能量形式的多样性：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中不同形式的能量与不同形式的运动相对应3.不同形式的能量间转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的4.意义：①能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量是守恒的。 ②能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄严宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。 ③能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来5.第一类永动机：不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。第一类永动机不可能存在，因为它违背了能量守恒定律光子的动量：光子的动量：。
发现相似题
与“如图在直径为D、电阻为R的细金属丝圆环区域内有一垂直于该圆环的..”考查相似的试题有：
1583752235209315199107126035234345小球在一光滑圆环内侧运动,为什么小球达到“圆环顶端而不离开圆环时”是小球的重力提供向心力呢?不是只小球恰好通过最高点时才是重力提供向心力吗?
小球在最高点必须要有速度,否则就掉下来了,小球的合力肯定大于等于重力,合力提供向心力,恰好到最高点时,对环的压力为0,重力全部提供向心力.如果小球是串在圆环上的,那么就不一样了,小球掉不下来,只要到最高点还有速度就行,恰好通过最高点只需要最高点的速度为0就可以了.
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你的概念不是很清楚1.恰好到达最高点，说明在下一个时刻，哪怕最高点过一点点物体就会掉落，无法在做圆周运动。此时计算可以根据机械能守恒。2.物体到达最高点可以做圆周运动但对圆环没有压力，说明了它运动的性质是圆周运动，向心力公式仍然适用，此时仅仅有重力可以提供其作圆周运动的向心力，所以是重力提供的。我建议你在看看有关的高中物理辅导书，上面讲的很详细，还有例题，祝你学习进步...
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恰好最高点（1）轨道对小球无压力。小球只受重力和洛仑兹力
，且它们的合力提供向心力。（2）由mg-Bqv=m（V∧2）/R得通过最高点速度V（3）整个过程只有...
向心力 F=mv^/R
可见：如果速度一定，向心力F与轨道半径R成反比；
即：如果物体所受合外力不足以提供小球作半径为r的圆周运动的向心力，
则，小球倾向...
1楼的回答有问题！
另外，你没有具体说明是怎样的运动。
从你的题目内容看，你说的运动似乎是杆的顶部有一个小球，杆带着小球使小球在竖直平面内作匀速圆周运动，当...
恰好在圆弧轨道最高点时，
f=mvv/r=mg
　　做圆周运动的物体在最高点如果速度小于临界速度，则做近心运动，如果不足以提供物体所需向心力时，则做离心运动．
　　做圆周运动的物体在最低点时如果所受重力大于...
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