做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,,所需向心力就是該物體受的合外力;而做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,,所需向心力則是該物體受的合外力在指向圓心方向的分力,。因此,解答圓周運(yùn)動(dòng)的基本思路是:先分析物體的受力情況,,然后把物體受的各外力沿指向圓心(即沿半徑)方向與沿切線方向正交分解,,最后用沿指向圓心的合外力等于向心力,即列方程求解做答,。技巧1. 要注意分析“臨界狀態(tài)”時(shí)的受力情況例1. 如下圖所示,,要使小球沿半徑為R、豎直放置的光滑圓形軌道的內(nèi)部,,從最低點(diǎn)A上升達(dá)到最高點(diǎn)B,,需給小球的最小速度為多大?解析:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,,小球恰能過最高點(diǎn)B的瞬間,即將要離開軌道但還未離開的瞬間,,小球與軌道間無彈力作用,,小球只在重力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),由,,得故得小球在最高點(diǎn)B的臨界速度解得所求最小速度。技巧2. 要注意分析不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的受力情況例2. 如下圖所示,,兩繩系一質(zhì)量為m=0.1kg的小球,,上面繩長(zhǎng)L=2m,兩端都拉直時(shí)與軸的夾角分別為30°與45°,,問球的角速度在什么范圍內(nèi),,兩繩始終張緊;當(dāng)角速度為3rad/s時(shí),,上,、下兩繩拉力分別為多大?解析:①當(dāng)角速度很小時(shí),,AC和BC與軸的夾角都很小,,BC并不張緊。當(dāng)逐漸增大,,BC剛被拉直(這是一個(gè)臨界狀態(tài)),,但BC繩中的張力仍然為零,設(shè)這時(shí)的角速度為,,則有將已知條件代入上式解得②當(dāng)角速度繼續(xù)增大時(shí)減小,,增大。設(shè)角速度達(dá)到時(shí),(這又是一個(gè)臨界狀態(tài)),,則有將已知條件代入上式解得所以當(dāng)滿足時(shí),,AC、BC兩繩始終張緊,。本題所給條件,,此時(shí)兩繩拉力、都存在,。將數(shù)據(jù)代入上面兩式解得,,注意:解題時(shí)注意圓心的位置(半徑的大小),。如果,,,則BC與軸的夾角大于45°,。
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