竖直面内圆周运动的临界问题分析.ppt
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1、mgO细绳与球细绳与球mgO外轨与球外轨与球轻杆与球轻杆与球mgOFNmgOFNR管道与球管道与球模模 型型竖直面内圆周特点:竖直面内圆周特点: 物体做圆周运动的速率时刻在物体做圆周运动的速率时刻在,物体在,物体在最高点处的速率最最高点处的速率最,在最低点处的速率最,在最低点处的速率最。(1)过最低点:过最低点:所需的向心力是向所需的向心力是向上上,而重力向下,而重力向下,绳杆GFGFGF受力受力特点特点是:是: 运动运动特点特点是:是:实质:实质:沿半径方向的沿半径方向的提供向心力,产生提供向心力,产生,即牛顿第二定律,即牛顿第二定律在曲线运动中的运用。在曲线运动中的运用。Fn合合man=
2、mv2/r=m r2据:据:F-mg = mv2/r得:得:Fmg,所以弹力(拉力、支持力)必,所以弹力(拉力、支持力)必然向然向上上且且大大于重力。于重力。(2)最高点:)最高点:弹力只可能向下,如绳与球、外轨与球类(无支撑)弹力只可能向下,如绳与球、外轨与球类(无支撑) 。这种情况下有这种情况下有RvmmgF2mgO否则不能通过最高点,将否则不能通过最高点,将圆周轨道。圆周轨道。gRv 所需的向心力是向所需的向心力是向下下,而重力也向,而重力也向下下,据:据:Fn合合= mv2/r,所以弹力的方向就所以弹力的方向就不能不能确定了,要确定了,要分分三三种情况进行讨论。种情况进行讨论。mgO外
3、轨与球外轨与球细绳与球细绳与球(0909年安徽卷第年安徽卷第2424题)题) (3+23+2小本小本P13P13(9 9)过山车过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模过山车的简易模型型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B B、C C、D D分别是三个圆形轨道的最低点,分别是三个圆形轨道的最低点,B B、C C间距与间距与C C、D D间距相等,半间距相等,半径径R R1 1=2.0m=2.0m、R R2 2=1.4m=1.4m。一个质量为。一个质量为m=1.0kgm=1.0kg的小球(视为
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