豎直面內(nèi)圓周運動

關(guān)于豎直面內(nèi)圓周運動第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月處理圓周運動問題的基本思路：1）找到圓周運動的圓平面，確定圓心找到半徑2）受力分析，找到向心力的來源；3）利用向心力公式Fn=man列方程求解實質(zhì)是牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用只不過這里的加速度是向心加速度。第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月專題：豎直平面內(nèi)的圓周運動與臨界問題第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

豎直面內(nèi)圓周運動最高點處的受力特點及分類

這類問題的特點是：由于機械能守恒，物體做圓周運動的速率時刻在改變，物體在最高點處的速率最小，在最低點處的速率最大。物體在最低點處向心力向上，而重力向下，所以彈力必然向上且大于重力；而在最高點處，向心力向下，重力也向下，所以彈力的方向就不能確定了，要分情況進行討論FG繩FG光滑球殼內(nèi)GF第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一、繩模型FG繩才能過最高點二、桿模型FG光滑球殼內(nèi)當(dāng)

時物體受到的彈力必然是向下的

當(dāng)

時物體受到的彈力必然是向上的

當(dāng)

時物體受到的彈力恰好為零當(dāng)v=0時物體恰好到達最高點，但不能過最高點。第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月2種模型最低點情況一樣，只能受拉力。2種模型當(dāng)題目的已知條件出現(xiàn)物體過最高點的臨界詞語（恰能、恰好、剛好、剛要、剛剛、即將、將要、欲使

）時，物體過最高點的速度為：第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月在“水流星”表演中，杯子在豎直平面做圓周運動，在最高點時，杯口朝下，但杯中水卻不會流下來，為什么？對杯中水：GFNFN=0水恰好不流出表演“水流星”，需要保證杯子在圓周運動最高點的線速度不得小于即：實例一：水流星第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：過山車為什么在最高點也不會掉下來？實例二：過山車第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月拓展：物體沿豎直內(nèi)軌運動

有一豎直放置、內(nèi)壁光滑圓環(huán)，其半徑為r，質(zhì)量為m的小球沿它的內(nèi)表面做圓周運動，分析小球在最高點A的速度應(yīng)滿足什么條件？A思考：小球過最高點的最小速度是多少?當(dāng)v=v0，小球剛好能夠通過最高點；當(dāng)v<v0，小球偏離原運動軌道，不能通過最高點；當(dāng)v>v0，小球能夠通過最高點。mgFN第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月BCD第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月例：如圖所示，質(zhì)量m=0.2kg的小球固定在長為Ｌ＝0.9m的輕桿的一端，桿可繞Ｏ點的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，g=10m/s2，求：（１）當(dāng)小球在最高點的速度為多大時，小球?qū)U的作用力為零？（２）當(dāng)小球在最高點的速度分別為６m/s和1.5m/s時，桿對小球的作用力的大小和方向（３）小球在最高點的速度能否等于零？3m/s6N方向豎直向下1.5N方向豎直向上2N方向豎直向上第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月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=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)2m/s6.25N當(dāng)堂檢測第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月2.如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小球用細線拴住，線長L＝0.5m，細線所受拉力達到F＝18N時就會被拉斷.當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷.若此時小球距水平地面的高度h＝5m，重力加速度g＝10m/s2，求小球落地處到地面上Ｐ點的距離.（P點在懸點的正下方）當(dāng)堂檢測第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月3.如圖所示，小球在外力作

用下，由靜止開始從A點出發(fā)做勻加速直線運動，到B點時消除外力.然后小球沖上豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑半圓環(huán)，恰能維持在圓環(huán)上做圓周運動通過最高點C，到達最高點C后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點A處.試

求：（1）小球運動到C點時的速度；（2）A、B之間的距離.第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.如圖所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓周管豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球,以不同的速度進入管內(nèi),A通過最高點C時對管壁上部的壓力為3mg,B通過最高點C時對管壁下部的壓力為0.75mg,求:(1)A、B兩球從C點拋出時速度的大小。(2)A、B兩球落地點之間的距離。

當(dāng)堂檢測第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月5.如圖所示,被長為l的細繩系著的小球A能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,O點離地面的豎直高度為h=3L，如果繩受到的拉力等于小球重力的5倍時就會斷裂,那么小球運動到最低點的速度多大時,繩恰好斷裂?小球以該速度飛出后落地點距O點的水平距離為多少?當(dāng)堂檢測第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月A第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件