5.6豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題.doc

1、豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題一、向心、圓周、離心運(yùn)動(dòng)供需關(guān)系何種運(yùn)動(dòng)畫出大致軌跡二、在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題由于物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的依托物（繩、輕桿、軌道、管道等）不同，所以物體在通過最高點(diǎn)時(shí)臨界條件不同.1、無物體支持的小球圓周運(yùn)動(dòng)臨界問題（繩或軌道圓周運(yùn)動(dòng)問題）（1）過最高點(diǎn)的臨界條件： （2）能過最高點(diǎn)的條件： （3）不能過最高點(diǎn)的條件： 2、有物體支持的小球圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件（桿或管道類的問題）（1）當(dāng)v= 時(shí)，fn =0；（2）當(dāng)v 時(shí)，fn為 力，且隨v的增大而增大；（3）當(dāng)v 時(shí)，fn為 力，且隨v的增大而減小。（4）過最高點(diǎn)的臨界條件： 三、例題：例1：如圖所示

2、，一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l細(xì)繩系住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若過小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)的速度為多少？小球的受力情況如何？練習(xí)1：如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，在半徑為r 光滑軌道上，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若過小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)的速度為 。（小球的受力情況如何？） 例2：alom長(zhǎng)l0.5m，質(zhì)量可以忽略的的桿，其下端固定于o點(diǎn)，上端連接著一個(gè)質(zhì)量m2kg的小球a，小球繞o點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，試分別討論在下列兩種情況下桿的受力情況（g取10 m/s2）：（1）當(dāng)a的速率v14ms時(shí)；（2）當(dāng)a的速率v21ms時(shí)。練習(xí)2：（1）如圖所示，一質(zhì)量為m的

3、小球，用長(zhǎng)為l輕桿固定住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若過小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)的速度為多少？小球的受力情況如何？（2）如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，放在一個(gè)內(nèi)壁光滑的封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若過小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)的速度為為 。（小球的受力情況如何？）四、課后作業(yè)：1如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過o點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)小球的作用力可能是 （ ）aa處為推力，b處為拉力 ba處為拉力，b處為推力ca處為拉力，b處為拉力 da處為推力，b處為推力2用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m

4、的物體，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）a小球過最高點(diǎn)時(shí)，繩子張力可以為0b小球過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是0c小球做圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)的最小速度是d小球過最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作用力可以與所受重力方向相反alom3長(zhǎng)度為l0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿oa，a端有一質(zhì)量為m3.0kg的小球，如圖所示，小球以o點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)速率為2.0m/s，g取10m/s2，則此時(shí)細(xì)桿oa受到 （ ）a6.0n的拉力 b6.0n的壓力c24n的拉力 d24n的壓力4一根繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m0.5 kg，繩長(zhǎng)l60 cm，g取10 m/s2，求：（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率?（2）水在最高點(diǎn)速率v3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力?5如圖，輕桿oa長(zhǎng)0.5m，在a端固定一小球，小球質(zhì)量0.5 kg，以o點(diǎn)為軸使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小球的速度大小為v0.4 m/s，求在此位置時(shí)桿對(duì)小球的作用力。g取10 m/s2。ba.oc6如圖所示，一個(gè)半徑為r的光滑半圓形軌道放在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一初速度沖上軌道，當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍郎涎厮椒较蝻w出時(shí)，軌道對(duì)小球的壓力恰好為零，則小球落地點(diǎn)c距b點(diǎn)多遠(yuǎn)？（a、b在同一豎直線上）7如圖所示，半徑為r，內(nèi)徑很小的光滑固定半圓管豎直放置，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a