关于小球作圆周运动小球从圆周底端以v0作圆周运动(用的是绳),(1)小球完成圆周运动v0的范围.(2)小球不脱离圆周的v

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  • 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.