图2
5.摩擦力提供向心力:如图3所示,物体随着水平圆盘一起转动,物体做圆周运动的向心力等于静摩擦力,当静摩擦力达到最大时,物体运动速度也达到最大,由fm=m得vm= ,这就是物体以半径r做圆周运动的临界速度.
图3
例2 如图4所示,AB为半径为R的光滑金属导轨(导轨厚度不计),a、b为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点),要使小球不脱离导轨,则a、b在导轨最高点的速度va、vb应满足什么条件?
图4
答案 va< vb>
解析 对a球在最高点,由牛顿第二定律得:
mag-Na=ma①
要使a球不脱离轨道,
则Na>0②
由①②得:va<
对b球在最高点,由牛顿第二定律得:
mbg+Nb=mb③
要使b球不脱离轨道,
则Nb>0④