新编例析竖直平面内圆周运动的临界问题

例析竖直平面内圆周运动的临界问题摘 要：高中物理中，临界问题很多，其中圆周运动的临界问题一直是高考的热点问题，此类问题分为竖直平面与水平面内的圆周运动，本文就竖直平面内圆周运动的规律及共性的问题以例

例析竖直平面内圆周运动的临界问题 摘要：高中物理中，临界问题很多，其中圆周运动的临界问题 一直是高考的热点问题，此类问题分为竖直平面与水平面内的圆周 运动，本文就竖直平面内圆周运动的规律及共性的问题以例题的形 式总结，并分析其解题思路。 关键词：竖直平面；圆周运动；临界条件；平衡位置 物理试题中常常遇到不明确提出临界值而必须通过运用知识去 分析临界条件，挖掘临界值，这对多数学生比较困难的。学生处理 这类问题往往具有“似曾相识又无从下手”的通病，本文以竖直平 面圆周运动为背景材料进行归类分析如下： 例1：如图所示，长l的不可伸长的细绳连接质量为m的小球后 绕o点在竖直平面内做圆周运动。阻力不计，要保证小球做完整圆 周运动，则小球在最低点速度至少多大？（假设绳能承受足够大的 拉力） 解析：要保证小球做圆周运动，则小球一直不脱轨。小球脱轨的 原因是受重力作用。由于绳子拉力作用，小球在水平线bc以下各 点均不脱轨，而在最高点小球速度最小，所需向心力最小，而重力 沿半径分量最大，所以最高点是小球最易脱轨的位置。因此保证作 圆周运动考虑的临界位置是圆周运动中最难达到的位置，即为运动 速度最小位置。 小球在最高点受力分析如图所示， 由牛顿第二定律得当v=(式中v指最高点最小速度)从最低