教科版必修二21描述圆周运动03

教科版必修二21描述圆周运动03内容摘要：

，小球至最高点的速度   mLEqmgv / 拓展：该题中物理最高点与几何最高点是重合的，物理最高点是在竖直平面内做圆周运动的物体在该点势能最大，动能最小，若把该题中的电场变为水平向右．如图，当金属球在环内做圆周运动时，则物理最高点为 A 点， 物理最低点为 B 点，而几何最高点为 C点，几何最低点为 D 点（这种情况下，两个最高点已不再重合，两个最低点也不再重合）． A 处速度的最小 值（临界速度 ）应满足：     222 / EqmgFRmv A  合[来源 :学 .科 .网 ] 思考：物体恰能到达几何最高点时，绳的拉力为多少。 【例 4】一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为 R（比细管的半径大得多），圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）。 A 球的质量为 m1， B 球的质量为 m2。 它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为 v0。 设 A 球运动到V0 R E m， q L O O O/ R 最低点时，球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么 m1， m2， R与 v0 应满足怎样的关系式 ? 解析：首先画出小球运动达到最高点和最低点的 受力图，如图所示。 A球在圆管最低点必受向上弹力 N1，此时两球对圆管的合力为零， m2必受圆管向下的弹力 N2，且 N1=N2。 据牛顿第二定律 A球在圆管的最低点有 RvmgmN 20111 ① 同理 m2在最高点有 RvmNgm 21222 ② m2球由最高点到最低点机械能守恒 2022122 21212 vmvmRgm ③又 N1=N2…… ④ 【小结】 比较复杂的物理过程，如能依照题意画出草图，确定好研究对象，逐一分析就会变为简单问题。 找出其中的联系就能很好地解决问题。 【例 5】如图所示，赛车在水平赛道上作 900转弯，其内、外车道转弯处的半径分别为 r1 和r2，车与路面间的动摩擦因数和静摩擦因数 都是μ．试问：竞赛中车手应选图中的内道转弯还是外道转弯。 在上述两条弯转路径中，车 手做正确选择较错误选择所赢得的时间是多少。 分析 :赛车在平直道路上行驶时，其速度值为其 所能达到的最大值，设为 vm。 转弯时， 车做圆周运动，其向心力由地面的静摩擦力提供，则车速受到轨道半径和向心加速度的限制，只能达到一定的大 小．为此，车在 进入弯道前必须有一段减速过。