高一物理《竖直面内圆周运动实例分析》课件(精品).ppt

二、二、竖直平面内竖直平面内圆周运动实例分析圆周运动实例分析莆田八中高一备课组莆田八中高一备课组解圆周运动问题的解圆周运动问题的基本步骤基本步骤1.确定研究对象。确定研究对象。2.确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径。和半径。3.受力分析画出受力示意图，运用平行四受力分析画出受力示意图，运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力边形定则或正交分解法求出向心力F。4.根据向心力公式，选择适合形式列方程根据向心力公式，选择适合形式列方程求解求解汽车过拱桥汽车过拱桥FN F合合=G FF向向=mv2/rF合合=F向向 G F=mv2/rF=G mv2/r 汽车过汽车过凸形桥凸形桥FG根据上面的分析可以看出：根据上面的分析可以看出：汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。越小。当汽车的速度不断增大时，会有什么现象当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？发生呢？试分析试分析当当v v增大时，增大时，F F压压减小；减小；当当 时，时，F F压压=0=0；当当 时，汽车将脱离桥面，发生时，汽车将脱离桥面，发生危险危险。根据牛顿第三定律：根据牛顿第三定律：F压压=FN 思考与讨论思考与讨论请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。小？小？V比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况FN=G 一根绳子系者一个小球，某位同学抡一根绳子系者一个小球，某位同学抡起来，要使小球在竖直面内做圆周运动，起来，要使小球在竖直面内做圆周运动，在最高点时，小球速度至少为多少时？在最高点时，小球速度至少为多少时？如图所示，当小球以速度如图所示，当小球以速度v转过最转过最高点时，小球的向心力方向向下，高点时，小球的向心力方向向下，重力提供了小球做圆周运动的向重力提供了小球做圆周运动的向心力心力则有：则有：G此时，小球恰此时，小球恰好做圆周运动好做圆周运动mgF拉F向v速率为v，细绳对小球的作用力大小在最低点在最低点小结2.2.在细绳带动下，物体在竖直平面的圆周运在细绳带动下，物体在竖直平面的圆周运动。要能到达最高点则必须动。要能到达最高点则必须1.1.在竖直平面内，物体在竖直平面内，物体一般不是一般不是匀速圆周运匀速圆周运 动，如荡秋千等。动，如荡秋千等。这类问题，会告诉在某一点这类问题，会告诉在某一点的的瞬时瞬时速度，速度，一般为最高点或一般为最高点或最低点。此时，最低点。此时，可以用向心力公式求解。可以用向心力公式求解。练习：练习：用细绳拴着质量为用细绳拴着质量为m的物体在竖直平的物体在竖直平面内作圆周运动面内作圆周运动,则下列说法正确的是则下列说法正确的是A小球过最高点时小球过最高点时,绳子拉力可以为零绳子拉力可以为零B小球过最高点时小球过最高点时,最小速度是零最小速度是零C小球刚好过最高点时的速度是小球刚好过最高点时的速度是grD小球过最高点时小球过最高点时,绳子拉力可与球所受重力绳子拉力可与球所受重力方向相反方向相反 一个长为L的轻质细杆一端有一质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动。细杆带动下小球在竖直面做圆周运动细杆带动下小球在竖直面做圆周运动vLmv如图所示，一轻杆一端固定质量为如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，的小球，以另一端以另一端O为圆心，使小球做半径为为圆心，使小球做半径为R的圆周的圆周运动，以下说法正确的是运动，以下说法正确的是()A.小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零B.小球过最高点时的最小速度为小球过最高点时的最小速度为C.小球过最低点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向小球过最低点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力可能大于杆对球的作用力相反，此时重力可能大于杆对球的作用力D.小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力方向小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反相反O小结1.细绳在竖直平面内做圆周运动时只能是拉力（向内），当到达最高点时必须有最小速度2.在最高点时，细杆可以是拉力也可以是支持力（向内也可向外）。这一点和细绳不同，细绳只能是拉力（向内）。3.在最低点时，细杆和细绳一样，都为拉力注意细绳和细杆的区别哦！思考与讨论思考与讨论v圆管是与细杆模型相似，还是细绳模型相似？圆管和细杆可归为一类轨道和细绳可归为一类小结小结1、过桥模型、过桥模型2、细绳模型（轨道）、细绳模型（轨道）3、细杠模型（圆管）、细杠模型（圆管）乘乘坐坐游游乐乐园园的的翻翻滚滚过过山山车车，质质量量为为m的的人人随随车车在在竖竖直直平平面面内内旋旋转转时时，下下列列说说法法中中正正确的是确的是()A车车在在最最高高点点时时，车车在在轨轨道道内内侧侧，人人处处于于倒倒坐坐状状态态，被被保保险险带带拉拉住住，没没有有保保险险带带，人人就就会掉下来会掉下来B人人在在最最高高点点时时对对座座位位仍仍可可能能产产生生压压力力，但但压压力一定小于力一定小于mgC人在最低点人在最低点时对时对座位的座位的压压力等于力等于mgD人在最低点人在最低点时对时对座位的座位的压压力大于力大于mg作业P80(6)（7）例例1：飞机做府冲拉起运动进，在最低点附近做半径：飞机做府冲拉起运动进，在最低点附近做半径r200m的圆周运动。如果飞行员的体重（质量）的圆周运动。如果飞行员的体重（质量）m70kg，飞机经过最低点时的速度，飞机经过最低点时的速度v360km/h，求，求这时飞行员对座位的压力多大？（这时飞行员对座位的压力多大？（g=10m/s2）解：飞行员经过最低点时受两个解：飞行员经过最低点时受两个 力力重力重力G和座位对他的支持力和座位对他的支持力FN FN G 7010 4.2103N由牛顿第三定律得：由牛顿第三定律得：飞行员对座位的压力也为飞行员对座位的压力也为4.2103N