水平豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動市公開課一等獎省賽課微課金獎?wù)n件

水平（豎直）面內(nèi)圓周運(yùn)動第1頁水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動1、物體做勻速圓周運(yùn)動條件：合外力大小不變，方向一直與速度方向垂直且指向圓心。2、物體做勻速圓周運(yùn)動動力學(xué)特點(diǎn)：F向=F合外=mv2/r=mω2r=m(2π/T)2r=m（2πf)2r=mωv第2頁3、處理相關(guān)圓周運(yùn)動問題步驟：①確定研究對象；②確定做圓運(yùn)動物體軌道平面及圓心位置；③對研究對象進(jìn)行受力分析；④在向心加速度方向和垂直于向心加速度方向上建立直角坐標(biāo)系，若需要可對物體所受力進(jìn)行適當(dāng)正交分解；⑤依據(jù)牛頓運(yùn)動定律和向心加速度公式列方程，解方程，并討論解合理性.第3頁om第4頁omm第5頁變式訓(xùn)練1.如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)平臺上，最大靜摩擦因數(shù)均為μ，已知A質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸距離均為R，C距離軸為2R，則當(dāng)平臺逐步加速旋轉(zhuǎn)時()A、C物向心加速度最大B、B物摩擦力最小C、當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C比A先滑動D、當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動解析：選ABC.由an=ω2r知A項(xiàng)對；由Fn=mω2r及mA＞mB知B項(xiàng)對；由μmg=mω2r知，C項(xiàng)對D項(xiàng)錯.第6頁om第7頁oMm第8頁如圖所表示，質(zhì)量相等小球A、B分別固定在輕桿OB中點(diǎn)及端點(diǎn)，當(dāng)桿在光滑水平面上繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動時，求桿OA段及AB段對球拉力之比？解析:

A、B小球受力如圖所表示，在豎直方向上A與B處于平衡狀態(tài)．在水平方向上依據(jù)勻速圓周運(yùn)動規(guī)律：TA-TB=mω2OA，TB=mω2OB，OB=2OA

解之得：TA∶TB

=3∶2第9頁m成長之路課后強(qiáng)化作業(yè)（六）--12頁第7題第10頁μ=0Mm成長之路課后強(qiáng)化作業(yè)（六）--12頁第5題第11頁圓錐擺θ第12頁θμ=0Mm第13頁如圖，勻速轉(zhuǎn)動水平圓盤上，沿半徑方向放置用細(xì)線相連質(zhì)量均為mA、B兩個小物塊。A離軸心距離r1=20cm，B離軸心距離r2=30cm，A和B與盤面間相互作用最大靜摩擦力均為重力0.4倍，求：（1）若細(xì)線上沒張力，圓盤轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)該滿足什么條件？（2）欲使A、B與盤間不發(fā)生相對滑動，圓盤轉(zhuǎn)動最大角速度為多少？OO’BA第14頁如圖所表示，兩繩系一質(zhì)量為m＝0.1kg小球，上面繩長L＝2m，兩端都拉直時與軸夾角分別為30°與45°，問：（1）球角速度在什么范圍內(nèi)，兩繩一直張緊。（2）當(dāng)角速度為3rad／s時，上、下兩繩拉力分別為多大？30°45°ABC30°45°ABC30°45°ABC第15頁

一個光滑圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸間夾角θ=300，如圖所表示。一長為l輕繩，一端固定在圓錐體定點(diǎn)O處，另一端拴一質(zhì)量為m小球，小球以速率v繞錐體做水平勻速圓周運(yùn)動。求：300O第16頁第17頁第18頁第19頁LhFNmgFF第20頁A

.vA>vB

B.ωA>ωB

C.aA>aB

D.壓力NA>NBBA如圖所表示，固定錐形漏斗內(nèi)壁是光滑，內(nèi)壁上有兩個質(zhì)量相等小球A和B，在各自不一樣水平面做勻速圓周運(yùn)動，以下說法正確是：()解:受力如圖示θθθmgN∴vA>vBωA<ωBaA=aBNA=NBA第21頁如圖所表示，一個內(nèi)壁光滑圓錐軸線垂直于水平面，圓錐固定不動，兩個質(zhì)量相同小球A、B，緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所表示水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則（） A．球A線速度必大于球B線速度 B．球A角速度必小于球B角速度 C．球A運(yùn)動周期必小于球B運(yùn)動周期 D．球A對筒壁壓力必大于球B對筒壁壓力

ABAB第22頁專題：豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動第23頁（1）小球做勻速圓周運(yùn)動嗎，為何？（2）請同學(xué)設(shè)

計(jì)豎直平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動豎直面圓周運(yùn)動應(yīng)該處理問題？第24頁2．普通豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動，物體所受合外力除了含有與速度垂直法向力以外，還有與速度平行切向力，那么物體速度不但方向改變，大小也會改變.對此，高考只要求處理在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)這兩個特殊位置上動力學(xué)問題.關(guān)系式依然適用，只是不一樣位置對應(yīng)不一樣v或ω而已.第25頁mgOmgON3．豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動臨界問題：因?yàn)槲矬w在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動依靠物（繩、軌道、輕桿、管道等）不一樣，所以物體在經(jīng)過最高點(diǎn)時臨界條件不一樣.mgON繩桿mgO軌道管道可見，物體在最高點(diǎn)最小速度決定于物體在最高點(diǎn)受最小合外力，不一樣情況下最小合外力決定了不一樣情況下最小速度.第26頁mgO繩mgO軌道第27頁例題1：繩子系著裝有水木桶，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，水質(zhì)量m=0.5kg，繩子長度為l=60cm，求：A、最高點(diǎn)水不流出最小速度？B、設(shè)水在最高點(diǎn)速度為V=3m/s，求水對桶底壓力？第28頁一、無支撐小球運(yùn)動情況①臨界條件：v臨界=，繩子或軌道對小球沒有力作用②能過最高點(diǎn)條件：v≥，當(dāng)v＞時，繩對球產(chǎn)生拉力，軌道對球產(chǎn)生壓力。第29頁二、有支撐小球運(yùn)動情況①能過最高點(diǎn)v臨界=0，此時支持力N=mg④當(dāng)v＞，N為拉力，有N＞0，N隨v增大而增大②當(dāng)0＜v＜時，N為支持力，有0＜N＜mg，且N隨v增大而減小③當(dāng)v=時，N=0第30頁練習(xí)用鋼管做成半徑為R=0.5m光滑圓環(huán)（管徑遠(yuǎn)小于R）豎直放置，一小球（可看作質(zhì)點(diǎn)，直徑略小于管徑）質(zhì)量為m=0.2kg在環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動，求:小球經(jīng)過最高點(diǎn)A時，以下兩種情況下球?qū)鼙谧饔昧?取g=10m/s2(1)A速率為1.0m/s(2)A速率為4.0m/s解：AOm先求出桿彈力為0速率v0mg=mv02/l

v02=gl=5v0=2.25

m/s(1)v1=1m/s<v0球應(yīng)受到內(nèi)壁向上支持力N1，受力如圖示：N1mgmg-N1=mv12/l得N1=1.6N(2)v2=4m/s>v0球應(yīng)受到外壁向下支持力N2如圖示：AOmN2mg則mg+N2=mv22/l得N2=4.4N由牛頓第三定律，球?qū)鼙谧饔昧Ψ謩e為(1)對內(nèi)壁1.6N向下壓力(2)對外壁4.4N向上壓力.第31頁1、如圖所表示，輕桿長3L，轉(zhuǎn)軸O距A點(diǎn)距離為L，兩端分別固定著小球A、B，A和B球質(zhì)量分別為m、2m，整個裝置在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，當(dāng)桿繞O轉(zhuǎn)動到某一速度時，A球抵達(dá)最高點(diǎn)，此時球A與桿之間恰好無相互作用力，求此時O軸所受力大小和方向。T=6mg方向：向下OAB第32頁2、在質(zhì)量為M電動機(jī)飛輪上，固定著一個質(zhì)量為m重物，重物到軸距離為R，如圖所表示，為了使電動機(jī)不從地面上跳起，電動機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動最大角速度不能超出（）為了使電動機(jī)不從地面上跳起，對電動機(jī)N≤MgB．C．D．A．ORmM解:對重物N+mg=mRω2B第33頁3、如圖所表示，細(xì)線栓住小球由水平位置擺下，到達(dá)最低點(diǎn)速度為v，當(dāng)擺線碰到釘子P瞬時A．小球速度突然增大B．線中張力突然增大C．小球向心加速度突然增大D．小球角速度突然增大P小球第34頁4、如圖所表示，質(zhì)量為m=1kg小球用細(xì)線拴住，線長l=0.5m，細(xì)線所受拉力大到F=18N時就會被拉斷.當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點(diǎn)正下方時，細(xì)線恰好被拉斷.若此時小球距水平地面高度h=5m，重力加速度g取10m/s2，則小球落地處距地面上P點(diǎn)多遠(yuǎn)？（P點(diǎn)在懸點(diǎn)正下方）

P解：①②③解得：第35頁5、在一根長為L不計(jì)質(zhì)量細(xì)桿中點(diǎn)和末端各連一質(zhì)量為m小球B和C，如圖所表示，桿能夠豎直平面內(nèi)繞固定點(diǎn)A轉(zhuǎn)動，將桿拉到某位置放開，末端C球擺到最低位置時，桿BC受到拉力剛好等于C球重2倍。（g=10m/s2）求：（1）C球經(jīng)過最低點(diǎn)時線速度；

（2）桿AB段此時受到拉力。ABC第36頁D.從b到a過程中，物塊處于超重狀態(tài)作業(yè)題補(bǔ)充：在哪個位置摩擦力最大，在哪個位置支持力最大，在哪個位置支持力最小？第37頁wAB30°45°C5、如圖所表示，質(zhì)量為m=0.1kg小球和A、B兩根細(xì)繩相連，兩繩固定在細(xì)桿A、B兩點(diǎn)，其中A繩長LA=2m，當(dāng)兩繩都拉直時，A、B兩繩和細(xì)桿夾角q1=30°，