图3
(3)临界特点:此时,如果物体的速度过大,将会脱离圆轨道而做平抛运动.同样,当轨道对物体的支持力等于零时,是物体做圆周运动的临界情况,即v0=为临界速度.所以只有当物体的速度小于时,它才能沿轨道外侧做圆周运动.
对点例题 用细绳拴着质量为m的小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图4所示.则下列说法正确的是( )
图4
A.小球通过最高点时,绳子张力一定大于0
B.小球通过最高点时的最小速度为0
C.小球刚好通过最高点时的速度是
D.小球通过最高点时,绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反
解题指导 设小球通过最高点时的速度为v,由合力提供向心力及牛顿第二定律得mg+FT=m.
当v=,FT=0时,故选项A错误;
当v>时,FT>0,小球能沿圆弧通过最高点.可见,v≥是小球能沿圆弧通过最高点的条件,故B错误,C正确;
当v<时,FT<0,而绳子只能产生拉力,不能产生与重力方向相反的支持力,故选项D错误.
答案 C
1.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动,若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时,小球对轨道的压力大小为( )
A.0 B.mg
C.3mg D.5mg
答案 C