物理:5.7《向心力》随堂学案(新人教版必修2)
物理:5.7《向心力》随堂学案(新人教版必修2)第2页

【答案】设小球受到杆的作用力F_N向上,如图5-7-2所示,

则(1)F_"向" =m 〖v_1〗^2/L,即mg-F_N1=m 〖v_1〗^2/L

F_N1=mg- m 〖v_1〗^2/L=2×10N-2×1^2/0.5 N=16N

根据牛顿第三定律:杆受到的压力F_N1^'=16N,方向竖直向下.

(2)F_"向" =mg- m 〖v_2〗^2/L=2×10N-2×4^2/0.5 N=-44N

 负号说明F_N2与规定方向相反,故球受到杆的作用力F_N2=44N,方向应竖直向下.

 根据牛顿第三定律,杆受到球的拉力F_N2^'=44N,方向竖直向下.

【类题总结】本题考查圆周运动临界条件的应用,可以先利用临界条件判断力的方向,或先假设朝某一方向,然后根据所求结果判断其实际方向。

【例3】如图6-7-6所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )

A.球A的线速度必定大于球B的线速度

B.球A的角速度必定小于球B的角速度

C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期

D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力

【思路分析】两球均贴着圆锥筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,它们均受到重力和筒壁对它的弹力〖 F〗_N的作用,其合力必定在水平面内时刻指向圆心,如图所示。由图可知,筒壁对球的弹力〖 F〗_N=mg/sinθ,对于A 、B两球受到的筒壁的压力大小相等,D选项不正确。

对球运用牛顿定律得mgcotθ=m v^2/r=mω^2 r=m (4π^2 r)/T^2 ,球