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竖直平面内的圆周运动与临界问题讲解

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回顾上节主要内容、匀速圆周运动 F 合=F 向=mv2/R=mRuj2,圆周运动的解题步骤1、明确研究对象2s 确定轨道平面、圆心3、分析受力,画出受力示意图。确定向心力和来源4^选定向心力方向列方程ELm£—mg问题仁绳球模型长为職细绳拴着质量为勿的小球在竖直平面内做圆周动。试分析:(D 当小球在最低点力的速\度为勺时,绳的拉力与速度的,;关系如何?f最低点:(2)当小球在最高点 3 的速度为血时,绳的拉力与速度的关系又如何?°最高点:T2-¥mg=m^R思考:小球过最高点的最小速度是多少?2mg=w 十v0=7i^(临界状态)当 v=v0,小球刚好能够通过最高点;绳拉力为 0 当 vv0,小球能够通过最高点。绳为拉力✓例 1・长为 L 的细绳,一端系一质量为 m 的小球,另一端固定于某点,当绳竖直时小球静止,再给小球一水平初速度 V,使小球在竖直平面内做圆周运动,并且刚好能过最高点,则下列说法中正确的是()D/—、A.球过最高点时,速度为零B. 球过最高点时,绳的拉力为 mg\/C.开始运动时,绳的拉力为"孚 VD. 球过最高点时,速度大小为亦实例一:水流星例 2.绳系着装水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量 rn=0.5kg,绳长 L=60cm,求:(1)为使桶在最高点时水不流出,桶的最小速率?/(2)桶在最高点速率 v=3m/s/时,水对桶底的压力?(G有一竖直放置、内壁光滑圆环,其半径为&质量为勿的小球沿它的内表面做圆周运动,分析小球在最高点力的速度应满足什么条件?FV2mg+耳=m——思考:小球过最高点的最小速度是歩少?V2—0mg=/iz—勺=JgR(临界状态)Rv当 V=vo,小球刚好能够通过最高点;接触面无力当 Vv0,小球能够通过最高点。向下有压力实例4、当v>v°,小球能够通过最高点,向下有力mgO'N2、当 v=v°,临界问题:由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物(绳、轨道、)"N[绳***■.1、物体在最高点的最小速度爭决于该点所受的最小合外力。Fz=0mg=m^-v0=y[gR(临界状态)小球刚好能够角过最高点;绳或轨道无力小球偏离原运动轨道,不能通过最高点;要保周问题 2:杆球模型:长为御轻杆一端固定着一质量为啲小球,使小球在竖直平面内做试分析:(1)当小球在最低点力的速度为勺时,杆的受力与速度的关系怎样?2最彳氐点:F.—mg=m^—'R问题 2:杆球模型:(2)当小球在最高点谢速度为血时,杆的受力与速度的关系怎样?最高点:V22F2^mg=m—拉力2mg・E=加...

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