从题目意思看,这个圆周是在竖直平面内的.
分析:
(1)由于是用绳子系着小球在竖直平面内做圆周运动,那么小球在最高点处的速度 V 是有个最小值要求的.
当小球在圆周的最高点时,重力完全提供向心力时,球在此时的速度为最小值 V小 .
即 mg=m V小^2 / L ,L是绳子长度
得 V小=根号(g L)
由于小球运动过程中机械能守恒,所以在最低点处的速度 V0的最小值是 V0小
即 m* V0小^2 / 2=mg*(2L)+(m* V小^2 / 2)
将 V小=根号(g L) 代入上式
得 V0小=根号(5g L)
可见,小球要完成完整的圆周运动,在最低点处的速度V0的范围是
V0≧根号(5g L)
(2)若小球从最低点沿圆周上升到与圆心等高处时速度就等于0,也能不离开圆周.这种情况下小球在最低点的速度是 V01
由机械能守恒 得
m* V01^2 / 2=mg*L
得 V01=根号(2gL)
可见,小球在最低点处的速度V0满足下列关系时不会离开圆周.
V0≦根号(2gL) 或 V0≧根号(5g L)
注:若 根号(2gL)<V0<根号(5gL) ,小球会在越过与圆心等高处后,在不到圆周最高点时就离开圆周做抛体运动了.