2017-2018学年教科版必修二 第二章习题课 竖直面内的圆周运动 学案
2017-2018学年教科版必修二    第二章习题课  竖直面内的圆周运动    学案第2页

球能够通过最高点.

[知识深化] 轻绳模型(如图2所示)的最高点问题

图2

1.绳(内轨道)施力特点:只能施加向下的拉力(或压力).

2.在最高点的动力学方程T+mg=m .

3.在最高点的临界条件T=0,此时mg=m ,

则v=.

v=时,拉力或压力为零.

v>时,小球受向下的拉力或压力.

v<时,小球不能达到最高点.

即轻绳模型的临界速度为v临=.

例1 一细绳与水桶相连,水桶中装有水,水桶与细绳一起在竖直平面内做圆周运动,如图3所示,水的质量m=0.5 kg,水的重心到转轴的距离l=50 cm.(g取10 m/s2)

图3

(1)若在最高点水不流出来,求桶的最小速率;(小数点后保留两位有效数字)

(2)若在最高点水桶的速率v=3 m/s,求水对桶底的压力大小.

答案 (1)2.24 m/s (2)4 N

解析 (1)以水桶中的水为研究对象,在最高点恰好不流出来,说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力,此时桶的速率最小.