5.7.3竖直平面内的圆周运动与临界问题

球在最高点B 的速度为v2 时,绳的拉力与速度的关系又如何?Рv1РoРmgРT1Р思考:小球过最高点的最小速度是多少?Р最低点:Р最高点:Рv2Р当v=v0,小球刚好能够通过最高点;Р当v<v0,小球偏离原运动轨迹,不能通过最高点;Р当v>v0,小球能够通过最高点。РmgРT2Р在“水流星”表演中,杯子在竖直平面做圆周运动,在最高点时,杯口朝下,但杯中水却不会流下来,为什么?Р对杯中水:РGРFNРFN = 0Р水恰好不流出Р表演“水流星”,需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度Р实例一:水流星Р思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来?Р实例二:过山车Р拓展:物体沿竖直内轨运动Р有一竖直放置、内壁光滑圆环,其半径为r,质量为m 的小球沿它的内表面做圆周运动,分析小球在最高点A的速度应满足什么条件?РAР思考:小球过最高点的最小速度是多少?Р当v=v0,小球刚好能够通过最高点;Р当v<v0,小球偏离原运动轨道,不能通过最高点;Р当v>v0,小球能够通过最高点。РmgРFNР要保证过山车在最高点不掉下来,此时的速度必须满足:Р问题2:杆球模型:Р长为L的轻杆一端固定着一质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动。Р试分析:?(1)当小球在最低点A的速度为v2时,杆的受力与速度的关系怎样?Р(2)当小球在最高点B的速度为v1时,杆的受力与速度的关系怎样?РAРBРv1РoР思考:最高点的最小速度是多少?Р问题2:杆球模型:РAРBР最低点:Р最高点:Р拉力Р支持力Р最小速度v=0,此时mg=F3Рv2РmgРF2РF3РmgРF1РF3РmgРF2Рv2Рv1РoР思考:在最高点时,何时杆表现为拉力?何时表现为支持力?试求其临界速度。Р问题2:杆球模型:РAРBР最高点:Р拉力Р支持力Р临界速度:Р当v<v0,杆对球有向上的支持力;Р当v>v0,杆对球有向下的拉力。РmgРF1