题目内容

如图所示,可视为质点的质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,小球能够通过最高点时的最小速度为    ,如小球在最高点时的速度大小为2,则此时小球对管道的    壁有作用力(填外或内),作用力大小为   
【答案】分析:小球在光滑的圆管内运动,由于管子能支撑小球,则小球能够通过最高点时的最小速度为0;如小球在最高点时的速度大小为2,根据牛顿第二定律求解管道对小球作用力大小和方向,再根据牛顿第三定律分析小球对管道的作用力大小和方向.
解答:解:由于管子能支撑小球,则得小球能够通过最高点时的最小速度为0;
对小球:设管道对小球的弹力方向向下,大小为F,则根据牛顿第二定律得
   mg+F=
将v=2代入解得,F=3mg>0,说明管道对小球的作用力向下,则由牛顿第三定律得知,小球对管道的作用力方向向上,即此时小球对管道的外壁有作用力.
故答案为:0,外,3mg
点评:本题是竖直平面内圆周运动中管子类型,要理解并掌握小球到达最高点的临界速度为0,而不是
练习册系列答案
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