竖直平面内的圆周运动(精品课件).ppt

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1、竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动覃覃 志志回顾：回顾：（1）匀速圆周运动的定义。）匀速圆周运动的定义。（2）匀速圆周运动的条件。）匀速圆周运动的条件。一、变速率圆周运动一、变速率圆周运动1、变速圆周运动的定义。、变速圆周运动的定义。速度的大小和方向都在时刻变化的圆周运动。速度的大小和方向都在时刻变化的圆周运动。2、变速圆周运动中合外力的两个作用效果、变速圆周运动中合外力的两个作用效果分析方法：正交分解分析方法：正交分解半径方向的合外力半径方向的合外力改变改变速度的方向速度的方向,提供提供 a向向切线方向的合外力切线方向的合外力改变改变速度的大小速度的大小,提供提供 a切切实实例分析：例

2、分析：单摆单摆的运的运动动就是就是变变速速圆圆周运周运动动的一的一部分，分析当部分，分析当绳绳与与竖竖直方向成直方向成时时，小球做，小球做圆圆周运周运动动的向心力来源。的向心力来源。实实例分析：例分析：单摆单摆的运的运动动就是就是变变速速圆圆周运周运动动的一的一部分，分析当部分，分析当绳绳与与竖竖直方向成直方向成时时，小球的向，小球的向心力来源。心力来源。GT实实例分析：例分析：单摆单摆的运的运动动就是就是变变速速圆圆周运周运动动的一的一部分，分析当部分，分析当绳绳与与竖竖直方向成直方向成时时，小球的向，小球的向心力来源。心力来源。GT1、绳模型、绳模型二、竖直平面内的圆周运动二、竖直平面内的

3、圆周运动VV在最高点都没有能提供支撑的物体。在最高点都没有能提供支撑的物体。特殊点特殊点向心力来源向心力来源临界情况临界情况最低点最低点受力分析：受力分析：方程：方程：最高点最高点受力分析：受力分析：方程：方程：讨论是否能做完整圆周运动的问题讨论是否能做完整圆周运动的问题临界速度：临界速度：含义：物体刚好能通过最高点，且在含义：物体刚好能通过最高点，且在最高点速度最高点速度讨论分析：讨论分析：1、:能过最高点能过最高点2、:到最高点前已经近心运到最高点前已经近心运 1、绳模型、绳模型例题例题1 1：绳绳端端连连接一小球，接一小球，质质量量为为m，绳长绳长为为L。在保。在保证证小球能做完整的小球

4、能做完整的圆圆周运周运动动前前提下提下,小球在最低点受到的拉力最小小球在最低点受到的拉力最小值值是多是多少。少。Vo“绳绳模型模型”一般解一般解题题思路：思路：1、判断研究的、判断研究的问题问题属于属于 ；2、确确定定研研究究问问题题中中涉涉及及到到的的临临界界问问题题（绳绳模模型型一般一般讨论讨论 ）；）；3、对对状状态态，分析，分析 来源，并列来源，并列 方程；方程；4、对过对过程，找初、末速度的关系，列程，找初、末速度的关系，列 等方程等方程2、杆模型、杆模型VV在最高点都有能提供支撑的物体。在最高点都有能提供支撑的物体。特殊点特殊点向心力来源向心力来源临界情况临界情况最低点最低点 杆上

5、一定为拉力杆上一定为拉力 最高点最高点 杆上为拉力时杆上为拉力时 杆上为压力时杆上为压力时讨论能否做完整讨论能否做完整 讨论杆上的作用力讨论杆上的作用力圆周运动的问题圆周运动的问题 的大小和方向的大小和方向临界速度临界速度1：临界速度临界速度2：小球刚好过最高点小球刚好过最高点 小球刚好不受弹力小球刚好不受弹力讨论分析：讨论分析：1、：杆不受力：杆不受力2、：杆上为压力：杆上为压力3、：杆上为拉力：杆上为拉力2、杆模型、杆模型例题例题2:2:如图所示，一质量为如图所示，一质量为m m的小球，用长的小球，用长为为L L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动动.(1

6、).(1)若过小球恰好能通过最高点，则小球若过小球恰好能通过最高点，则小球在最高点和最低点的速度分别是多少？小球在最高点和最低点的速度分别是多少？小球的受力情况分别如何？的受力情况分别如何？(2)(2)若小球在最低点若小球在最低点受到杆子的拉力为受到杆子的拉力为5.55.5mgmg，则小球在最高点，则小球在最高点的速度及受到杆子的力是多少？的速度及受到杆子的力是多少？mgO练习练习1 1：轻杆一端固定在光滑水平轴轻杆一端固定在光滑水平轴o o上，另一端上，另一端固定一质量为固定一质量为m m的小球，如图所示，给小球一初速的小球，如图所示，给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通度

7、，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点过最高点P P，下列说法正确的是，下列说法正确的是A A小球在最高点对杆的力为零小球在最高点对杆的力为零B B小球在最高点对杆的作用力大小为小球在最高点对杆的作用力大小为mgmgC C若增大小球的初速度，若增大小球的初速度，则在最低点时球对杆的力一定增大则在最低点时球对杆的力一定增大D D若增大小球的初速度，若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能增大则在最高点时球对杆的力可能增大练习练习2 2：游游乐场乐场的的过过山山车车可以底朝上在可以底朝上在圆轨圆轨道上道上运行，游客却掉不下来，我运行，游客却掉不下来，我们们把把这这重情况抽象重情况抽

8、象为为如如图这图这种模型，弧形种模型，弧形轨轨道的下端与道的下端与竖竖直直圆轨圆轨道相道相连连，圆轨圆轨道半径道半径为为R R，使小球从弧形，使小球从弧形轨轨道上道上段滑下，小球段滑下，小球进进入入圆轨圆轨道下端后沿道下端后沿圆轨圆轨道运道运动动，不不计计一切阻力，一切阻力，问问小球从离地面多高小球从离地面多高处释处释放，放，即可使小球即可使小球刚刚好能做完整的好能做完整的圆圆周运周运动动？hMmO练练习习3 3：如如图图所所示示，支支架架的的质质量量为为M M，转转轴轴O O处处用用长长为为L L的的轻轻绳绳悬悬挂挂一一质质量量为为m m 的的小小球球.若若小小球球在在竖竖直直平平面面内内做

9、做圆圆周周运运动动，到到达达最最高高点点时时，恰恰好好支支架架对对地地面面的的压压力力mgmg.设设M M=3=3m m.求求：（1 1）小小球球在在最最高高点点时时的的速速度度大大小小是是多多少少？（2 2）改改变变小小球球的的速速度度，在在保保证证小小球球仍仍能能作作圆圆周周运运动动的的前前提提下下，当当小小球球运运动动到到最最低低点点时时，支架对地面的最小压力是多少？支架对地面的最小压力是多少？绳模型：绳模型：讨论刚好过最高点讨论刚好过最高点杆模型：杆模型：讨论刚好过最高点讨论刚好过最高点 刚好不受杆的作用力刚好不受杆的作用力竖直平面内的圆周运动一般解题思路：竖直平面内的圆周运动一般解题思路：1、判断是绳模型还是杆模型；、判断是绳模型还是杆模型；2、确定题中涉及到的临界状态、确定题中涉及到的临界状态3、对状态，分析向心力来源，并列向心力方程、对状态，分析向心力来源，并列向心力方程4、对过程，找初末速度的关系，列动能定理等方程、对过程，找初末速度的关系，列动能定理等方程课堂小结课堂小结