圆周运动的案例分析-知识探讨合作与讨论1
如图所示为课本图 2-20 的平面图，重做该实验，分析、讨论以下问题
(1)小球做圆周运动时的向心力是由谁来提供的
(2)在最高点时如果小球的速度为零，小球将做什么运动
(3)如果圆周的半径为 r，试求出做该圆周运动的最小速度
(4)如果小球的释放高度太低，将不能完成一个完整的圆周运动，小球脱离轨道的位置有几个
分别做什么运动
如图为汽车过拱桥时的图示，用玩具汽车和拱形路面做模拟实验，并分析讨论以下问题
(1)汽车过拱桥时，在最高点时可以看作圆周运动的一部分，汽车的该圆周运动的向心力是由谁来提供的
(2)为不脱离桥面，汽车的速度应不超过多少
(3)如果汽车的速度太大，汽车将做什么运动
用细线拴一个小球，手拉细线的一端，如图所示，使小球在水平面内做圆周运动，分析讨论以下问题
(1)小球在水平面内的圆周运动的向心力是由谁来提供的
(2)如果增大转速，将会发生什么现象
(3)定量地写出受到的合力和圆周运动所需要的向心力之间的关系，并分析上述现象
我的思路：1
小球此时做圆周运动时的向心力是由小球的重力和轨道的弹力的合力提供的，如果在最高点时速度为零，小球将做自由落体运动
由此可见，做圆周运动需要一个速度，竖直面内的圆周运动是变速的，随高度的增加速度逐渐减小，在最高点时具有一个最小速度，此时是物体能否做圆周运动的临界情况，即轨道对小球的弹力刚好为零
小球只有重力来提供向心力，则有 mg＝m，即该圆周运动的最小速度为 v＝
如果释放的高度太低，小球在运动的过程中有两种情况出现
如图所示：a 是小球上升的高度大于轨道的半径 r，此时如果小球所受到的弹力等于零，将导致小球开始与轨道脱离，脱离时小球有沿圆周切线方向的速度且只受重力，所以小球的运动将是一个斜抛运动，如图中的虚线是小球运动的轨迹
b 是小球上升的高度小于轨道的半径 r，此时小球
