所受合外力F合=mω2r,试分析在以下状态下,球的运动情况.
(1)当绳子突然断裂时.
(2)当绳子提供的向心力小于mω2r时.
答案 (1)绳子突然断裂,绳子的拉力为零,球沿切线方向飞出.
(2)绳子提供的向心力小于mω2r时,球将逐渐远离圆心,做离心运动.
[知识深化]
1.对离心运动的理解:
(1)离心运动并非沿半径飞出的运动,而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动.
(2)离心运动的本质是物体惯性的表现,并不是受到了"离心力"的作用.
2.合外力与向心力的关系:
做离心运动的物体并非受到离心力的作用,而是合外力不足以提供向心力的结果.具体来看合外力与向心力的关系如图1所示:
图1
(1)若F合=mrω2或F合=,物体做匀速圆周运动,即"提供"满足"需要".
(2)若F合>mrω2或F合>,物体做半径变小的近心运动,即"提供过度",也就是"提供"大于"需要".
(3)若F合 (4)若F合=0,则物体沿切线方向做直线运动. 例1 如图2所示是摩托车比赛转弯时的情形,转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.关于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是( ) 图2 A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用