2018-2019学年教科版必修二 第二章 微型专题2 竖直面内的圆周运动. 学案
2018-2019学年教科版必修二       第二章 微型专题2 竖直面内的圆周运动.   学案第3页

解析 小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和,取决于小球的瞬时速度的大小,A错误;小球在圆周最高点时,如果向心力完全由重力提供,则可以使绳子的拉力为零,B错误;小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则在最高点,重力提供向心力,mg=,v=,C正确;小球在圆周最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超重状态,绳子的拉力一定大于小球的重力,故D正确.

【考点】竖直面内的圆周运动分析

【题点】竖直面内的"绳"模型

二、竖直面内圆周运动的轻杆(管)模型

如图4所示,细杆上固定的小球和管形轨道内运动的小球在重力和杆(管道)的弹力作用下做圆周运动.

图4

(1)最高点的最小速度

由于杆和管在最高处能对小球产生向上的支持力,故小球恰能到达最高点的最小速度v=0,此时小球受到的支持力FN=mg.

(2)小球通过最高点时,轨道对小球的弹力情况

①v>,杆或管的外侧对球产生向下的拉力或压力,mg+F=m,所以F=m-mg,F随v 增大而增大.

②v=,球在最高点只受重力,不受杆或管的作用力,F=0,mg=m.

③0

例2 长L=0.5 m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2 kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图5所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力大小(取g=10 m/s2).