竖直面内圆周运动课件.ppt

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1、关于竖直面内圆周运动现在学习的是第1页，共27页处理圆周运动问题的基本思路：处理圆周运动问题的基本思路：1）找到圆周运动的圆平面，确定）找到圆周运动的圆平面，确定圆心圆心找到找到半径半径2）受力分析，找到向心力的）受力分析，找到向心力的来源来源；3）利用）利用向心力公式向心力公式Fn=man列方程求解列方程求解实质是牛顿第二定律在圆周运实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用只不过这里的加速动中的应用只不过这里的加速度是向心加速度。度是向心加速度。现在学习的是第2页，共27页专题：竖直平面内的圆专题：竖直平面内的圆周运动与临界问题周运动与临界问题现在学习的是第3页，共27页 竖直面内圆周运动最高点

2、处的受力特点及分类竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类 这这类问题的特点是：类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分情况进行讨论方向就不能确定了，要分情况进行讨论FG绳FG光滑球

3、壳内GF现在学习的是第4页，共27页一、绳模型一、绳模型FG绳才能过最高点才能过最高点二、杆模型二、杆模型FG光滑球壳内当当 时物体受到的弹力必然是向下的时物体受到的弹力必然是向下的 当当 时物体受到的弹力必然是向上的时物体受到的弹力必然是向上的 当当 时物体受到的弹力恰好为零时物体受到的弹力恰好为零当当v=0v=0时物体恰好到达最高点，但不能过最高点。时物体恰好到达最高点，但不能过最高点。现在学习的是第5页，共27页2 2种模型最低点情况一样，只能受拉力。种模型最低点情况一样，只能受拉力。2 2种模型当题目的已知条件出现物体过最高种模型当题目的已知条件出现物体过最高点的点的临界词语临界词语（

4、恰能、恰好、刚好、刚要、恰能、恰好、刚好、刚要、刚刚、即将、将要、欲使刚刚、即将、将要、欲使 ）时，物体过）时，物体过最高点的速度为：最高点的速度为：现在学习的是第6页，共27页在在“水流星水流星”表演中，杯子在竖直平面做圆周运表演中，杯子在竖直平面做圆周运动，在最高点时，杯口朝下，但杯中水却不会流动，在最高点时，杯口朝下，但杯中水却不会流下来，为什么？下来，为什么？对杯中水：对杯中水：GFNFN=0水恰好不流出水恰好不流出表演表演“水流星水流星”，需要保证杯子在，需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于圆周运动最高点的线速度不得小于即：即：实例一：水流星实例一：水流星现在学习的是第7页，

5、共27页思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？实例二：过山车实例二：过山车现在学习的是第8页，共27页拓展：物体沿竖直内轨运动拓展：物体沿竖直内轨运动 有一竖直放置、内壁有一竖直放置、内壁光滑光滑圆环，其半径为圆环，其半径为r，质量为质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动，分析的小球沿它的内表面做圆周运动，分析小球在最高点小球在最高点A的速度应满足什么条件？的速度应满足什么条件？A思考：思考：小球小球过最高点的最小速度是过最高点的最小速度是多少多少?当当v=v0，小球刚好能够通过最高点；，小球刚好能够通过最高点；当当vv0，小球能够通过最高点。，小球能够

6、通过最高点。mgFN现在学习的是第9页，共27页BCD现在学习的是第10页，共27页现在学习的是第11页，共27页现在学习的是第12页，共27页现在学习的是第13页，共27页例：如图所示，质量m=0.2kg的小球固定在长为0.9m的轻杆的一端，杆可绕点的水平轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（）当小球在最高点的速度为多大时，小球对杆的作用力为零？（）当小球在最高点的速度分别为m/s和1.5m/s时，杆对小球的作用力的大小和方向（）小球在最高点的速度能否等于零？3m/s 6N 方向竖直向下 1.5N 方向竖直向上 2N 方向竖直向上现在学习的是第14页，共27页1.绳系着装水的桶，在竖直

7、平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求:（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)2m/s 6.25N当堂检测当堂检测现在学习的是第15页，共27页2.2.如图所示，质量如图所示，质量m m1kg1kg的小球用细线拴住，的小球用细线拴住，线长线长L L0.5 m0.5 m，细线所受拉力达到，细线所受拉力达到F F18 N18 N时时就会被拉断就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断点的正下方时，细线恰好被拉断.若此时小球距若此时小球距水平地面的高度水平地面

8、的高度h h5 m5 m，重力加速度，重力加速度g g10 10 m/sm/s2 2，求小球落地处到地面上点的距离，求小球落地处到地面上点的距离.（P P点在悬点的正下方）点在悬点的正下方）当堂检测当堂检测现在学习的是第16页，共27页3.3.如图所示，小球在外力作如图所示，小球在外力作 用下，由静止开始用下，由静止开始从从A A点出发做匀加速直线运动，到点出发做匀加速直线运动，到B B点时消除点时消除外力外力.然后小球冲上竖直平面内半径为然后小球冲上竖直平面内半径为R R的光滑的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点点C C，到达最高点，到

9、达最高点C C后抛出，最后落回到原来的后抛出，最后落回到原来的出发点出发点A A处处.试试 求：求：（1 1）小球运动到）小球运动到C C点时的速度；点时的速度；（2 2）A A、B B之间的距离之间的距离.现在学习的是第17页，共27页4.如如图图所所示示,半半径径为为R、内内径径很很小小的的光光滑滑半半圆圆周周管管竖竖直直放放置置,两两个个质质量量均均为为m的的小小球球,以以不不同同的的速速度度进进入入管管内内,A通通过过最最高高点点C时时对对管管壁壁上上部部的的压压力力为为3mg,B通通过过最最高高点点C时时对对管管壁壁下下部部的的压压力力为为0.75mg,求求:(1)A、B两球从两球从

10、C点抛出点抛出时时速度的大小。速度的大小。(2)A、B两球落地点之两球落地点之间间的距离。的距离。当堂检测当堂检测现在学习的是第18页，共27页5.5.如如图图所所示示,被被长长为为l l的的细细绳绳系系着着的的小小球球A A能能绕绕O O点点在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动,O O点点离离地地面面的的竖竖直直高高度度为为h=h=3 3L L，如如果果绳绳受受到到的的拉拉力力等等于于小小球球重重力力的的5 5倍倍时时就就会会断断裂裂,那那么么小小球球运运动动到到最最低低点点的的速速度度多多大大时时,绳绳恰恰好好断断裂裂?小小球球以以该该速速度度飞飞出出后后落落地地点点距距O O点的水平距离为多少点的水平距离为多少?当堂检测当堂检测现在学习的是第19页，共27页现在学习的是第20页，共27页A现在学习的是第21页，共27页现在学习的是第22页，共27页现在学习的是第23页，共27页现在学习的是第24页，共27页B现在学习的是第25页，共27页AD现在学习的是第26页，共27页2022/10/7感谢大家观看现在学习的是第27页，共27页