豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題

豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題1.在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，按運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類：一是無支撐（如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)的過山車等），稱為“繩（環(huán)）約束模型”，二是有支撐（如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等），稱為“桿（管）約束模型”.2.繩、桿模型涉及的臨界問題桿模型繩模型桿模型常見類型均是有支撐的小球常見類型均是有支撐的小球討論分析討論分析⑴過最高點(diǎn)時(shí)，心屆,V2F+mg=mr，繩、圓軌道n r對(duì)球產(chǎn)生彈力FN⑵不能過最高點(diǎn)時(shí)，v<\：gr，在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道過最高點(diǎn)由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)得v臨=0臨的臨界條由mg=mT得由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)得v臨=0臨件（1）當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)=mg,F為支持力，沿半徑N N背離圓心⑵當(dāng)0<v<Jgr時(shí)，一F+mg=m^，F(xiàn)背離圓r心，隨v的增大而減小⑶當(dāng)v=VF時(shí)，F(xiàn)=0N⑷當(dāng)v^.'gr時(shí)，F(xiàn)+mg=mTF指向圓心并r隨v的增大而增大1（多選）如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂場(chǎng)中比較常見的過山車，甲、乙兩圖的軌道車在軌道的外側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，丙、丁兩圖的軌道車在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，兩種過山車都有安全鎖（由上、下、側(cè)三個(gè)輪子組成）把軌道車套在了軌道上，四個(gè)圖中軌道的半徑都為R，下列說法正確的是（）甲圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最高點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力乙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最低點(diǎn)時(shí)，安全帶一定給人向上的力丙圖中，當(dāng)軌道車以一定的速度通過軌道最低點(diǎn)時(shí)，座椅一定給人向上的力D?丁圖中，軌道車過最高點(diǎn)的最小速度為\；淙2長(zhǎng)度為1m的輕桿OA的A端有一質(zhì)量為2kg的小球，以0點(diǎn)為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為3m/s,g取10m/s2，則此時(shí)小球?qū)ⅲǎ┦艿?8N的拉力B.受到38N的支持力C.受到2N的拉力D.受到2N的支持力3（多選）如圖所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r=m,最低點(diǎn)處有一小球（半徑比r小很多），現(xiàn)給小球一水平向右的初速度vo,則要使小球不脫離圓軌道運(yùn)動(dòng)，V。應(yīng)當(dāng)滿足（取g=10m/s2）（）$0 $4m/$2\；5m/s W2\；2m/s4一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端0為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則下列說法正確的是（）小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到的彈力可以等于零小球過最高點(diǎn)的最小速度是/gR小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而增大小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而減小5質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管中運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于圓管的口徑，如圖4所示.已知小球以速度v通過圓管的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)圓管的外壁的壓力恰好為mg,則小球以速度扌通過圓C.對(duì)圓管內(nèi)壁的壓力等于mgD.對(duì)圓管內(nèi)壁的壓力等于mg6雜技演員表演“水流星”，在長(zhǎng)為m的細(xì)繩的一端，系一個(gè)與水的總質(zhì)量為尬=kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)的速率為4m/s,則下列說法正確的是(g=10m/s2)()A?“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，有水從容器中流出B?“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零C?“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，處