本仿真展示了一个沿轨道滑下并进入圆环的小球。在不计摩擦的情况下,小球的运动遵循机械能守恒定律。
物理挑战:为了让小球顺利通过最高点而不脱离轨道,其初始高度 h₀ 必须至少为半径 r 的 2.5 倍。此时在最高点,重力恰好提供所需的向心力。
实验指南
- 参数设置:调整圆半径 r、初始高度 h₀。输入后按 回车键 (Enter) 确认。
- 受力分析:
• 重力和接触力:显示物体受到的重力 (G) 和轨道支持力 (Fₙ)。
• 切向力和径向力:将合力分解为沿轨道切线方向 (Fₜ) 和半径方向 (Fᵣ) 的分力。
- 脱轨现象:尝试设置 h₀ < 2.5r,观察小球在到达圆环顶部之前如何脱离轨道并做抛体运动。
- 计时器:屏幕上方显示总运行时间以及从小球进入圆环底部开始计时的时间。