a=ω2r=1002×0.02 m/s2=200 m/s2.
【答案】 100 rad/s 200 m/s2
圆周运动中的临界问题 1.当物体从某种特性变化为另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态,通常叫做临界状态.出现临界状态时,有时是为"恰好出现",有时是"恰好不出现".
2.确定临界状态的常用方法
(1)极限法:把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象显露,达到尽快求解的目的.
(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题.
3.临界问题经常出现在变速圆周运动中,而竖直平面内的圆周运动是最典型的变速圆周运动.
图22
(1)用绳子系物体在竖直平面内做圆周运动,此种情况下,如果物体恰能通过最高点,即绳子的拉力等于零,只有重力提供向心力,即mg=,得临界速度v0=.当物体的速度v≥v0时,才能经过最高点.
(2)用杆固定物体在竖直平面内做圆周运动.
此种情况下,由于物体所受的重力可以由杆给它的向上的支持力来平衡,所以在最高点时的速度可以为零.当物体在最高点的速度v≥0时,物体就可以完成一个完整的圆周运动.
(多选)如图23所示,长0.5 m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3 kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s.g取10 m/s2,下列说法正确的是( )