课题:4.5圆周运动的临界问题
竖直面内圆周运动的临界问题分析
对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动
常有临界问题,并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语,常分析两种模
型——轻绳模型和轻杆模型,分析比较如下:
轻绳模型 轻杆模型
常见类型
均是没有支撑的小球
均是有支撑的小球
过最高点的
临界条件 由mg= 得,V临= 由小球能运动即可得V临=0
讨论分析 (1)过最高点时,v≥ ,FN+mg= ,绳、轨道对球产生弹力FN(2)不能过最高点v< ,在到达最高点前小球已经 脱离了圆轨道 (1)当v=0时,FN=mg,FN为支持力,沿半径背离圆心(2)当0<v< 时,-FN+mg= ,FN背向圆心,随v的增大而减小(3)当v= 时,FN=0(4)当v> 时,FN+mg= ,FN指向圆心并随v的增大而增大