豎直平面內(nèi)圓周運動專題 完整版課件

1、豎直平面內(nèi)圓周運動專題臨界問題*長沙一中 炎陵一中物理組聯(lián)合制作供提供物體做圓周運動的力需物體做圓周運動所需的力勻速圓周運動離心運動向心運動向心、圓周、離心運動“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動1、細(xì)線連接物體在豎直面上做圓周運動模型（1）最高點有最大速率還是有最小速率？臨界值是多少？（2）當(dāng)最高點速率小于臨界值時小球做什么運動？O例1、用細(xì)繩栓著質(zhì)量為m的物體,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,則下列說法正確的是:A.小球過最高點時,繩子的張力可以為零B.小球過最高點時的最小速度為零C.小球剛好過最高點是的最小速度是D.小球過最高點時,繩子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反TmgO當(dāng)時最小最

2、小拓展1：水流星問題1、碗在最高的向心力由誰提供？水在最高點的向心力又由誰提供？2、保證碗能在豎直面內(nèi)做圓周運動，碗的最小速率是多少？3、水不流出的 最小速率？GFN 雜技演員表演“水流星”節(jié)目，我們發(fā)現(xiàn)不管演員怎樣掄，水都不會從杯里灑出，甚至杯子在豎直面內(nèi)運動到最高點時，已經(jīng)杯口朝下，水也不會從杯子里灑出。這是為什么？當(dāng) 時，F(xiàn)，水在杯中剛好不流出，此時水作圓周運動所需向心力剛好完全由重力提供，此為臨界條件。當(dāng) 時，F(xiàn)，杯底對水有一向下的力的作用，此時水作圓周運動所需向心力由和重力的合力提供。 當(dāng) 時，F(xiàn)，實際情況杯底不可能給水向上的力，所以，此時水將會流出杯子。拓展2：外軌道問題（1）最高

3、點的最小速率？（2）在最高和最低點球受的作用力？GFN小球運動在圓形軌道最高點時當(dāng)時最小向心運動若時，小球?qū)⒆鍪裁催\動？GFN小球運動在圓形軌道最低點時，向心力由什么力提供物體沿圓的內(nèi)軌道運動例、質(zhì)量為1kg的小球沿半徑為40cm的圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，求（1）小球在圓環(huán)的最高點A不掉下來的最小速度是多少？此時小球的向心加速度是多少？（2）試分析小球在最高、最低點是超重還是失重？GFN解：小球在最高點時受力如圖：當(dāng)時最小最小，因此時所以2、桿連接物體在豎直面上做圓周運動模型1、速率問題？2、在最低點桿的受力問題？3、在最高點桿的受力問題？過最高點的最小速度是多大?Vmin =0

4、 當(dāng)時GFN當(dāng)時GFN桿對小球有向下的拉力。桿對小球有向上的支持力。當(dāng)時細(xì)桿連接物體在豎直面上做圓周運動拓展：管道問題（1）最小速率？（2）最高點和最低點的受力問題？例、用一輕桿栓著質(zhì)量為m的物體,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,則下列說法正確的是:A.小球過最高點時,桿子的張力可以為零B.小球過最高點時的最小速度為零C.小球剛好過最高點是的速度是D.小球過最高點時,桿子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反R3、內(nèi)軌道問題（1）最大速率？最小速率？（2）立即離開球頂?shù)牡淖钚∷俾?？落在什么位置？?）若無初速從球面頂滑下，離開球面的位置？鞏固應(yīng)用1、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，水的質(zhì)量m

5、=0.5kg，繩長=40cm.求（1）桶在最高點水不流出的最小速率？（2）水在最高點速率=3m/s時水對桶底的壓力？(g取10m/s2)2、長為0.6m的輕桿OA(不計質(zhì)量),A端插個質(zhì)量為2.0kg的物體,在豎直平面內(nèi)繞O點做圓周運動,當(dāng)球達到最高點的速度分別為3m/s, m/s,2m/s時,求桿對球的作用力各為多少?OA鞏固應(yīng)用3：小球固定在輕直桿的一端，球隨桿一起繞0在豎直平面內(nèi)做圓周運動，己知桿長為L，當(dāng)小球運動到最高點時，以下說法中正確的是( ) A小球速度至少等于 B小球?qū)U的作用一定是壓力； C小球?qū)U的作用一定是拉力 D小球?qū)U的作用可能是壓力， 也可能是拉力D 例1： 如圖所示水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物快，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時,若物塊始終相對轉(zhuǎn)盤靜止，物塊和轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是正壓力的 倍,求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的最大角速度是多大? r拓展：如o點與物塊連接一細(xì)線，求當(dāng)1=時，細(xì)線的拉力T1 2=時，細(xì)線的拉力T2 水平面內(nèi)的圓周運動 的臨界問題1.如圖所示A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為 ，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸為R,C離軸為2R，則當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時，（設(shè)A、