2010年高考物理总复习学案17:绳子、弹簧和杆产生的弹力特点
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【案例2】一根细绳,长度为L,一端系一个质量为m的小球,在竖直面内做圆周运动,求小球通过最高点时的速度至少是多少?若将绳换为一根匀质细杆,结果又如何?

  分析与解答:

  (1)对绳来说,是个柔软的物体,

它只产生拉力,不能产生支持作用,

小球在最高点时,

  弹力只可能向下,如图(1)所示。

  这种情况下有

  即,否则不能通过最高点。

 (2)对细杆来说,是坚硬的物体,它的弹力既可能向上又可能向下,速度大小v可以取任意值。

  可以进一步讨论:

  ①当杆对小球的作用力为向下的拉力时,如图(2)所示:

   F+mg=>mg 所以 v>

  ②当杆对小球的作用力为向上的支持力时,如图(3)所示:

   mg-F=<mg 所以 v<

   当N=mg时,v可以等于零。

  ③当弹力恰好为零时,如图(4)所示:

   mg= 所以 v=