第4课时竖直面内的圆周运动 第一轮复习.ppt

竖直面内圆周运动 哪些生活中的例子或者模型也是竖直面内的圆周运动呢？ o 绳子拴着小球 圆形轨道内侧 o 杆拴着小球 管型轨道 无支撑 有支撑 长为r 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直面内做圆周运动 思考讨论： （1）小球做匀速圆周运动还是 变速圆周运动？ （2）小球在哪些位置合外力指向圆心呢？ 一、轻绳模型 最高点无支撑 o v1 o mg FT 最低点： 一、轻绳模型 3、小球在最低点的受力情况和运动情况有什么关系？ v越大，FT越大 FT mg，超重 o v2 mg FT 思考：最小速度是多少? 最高点： 一、轻绳模型 4、小球在最高点的受力情况和运动情况有什么关系？ 恰好能够通过最高点的临界条件： 当v ，小球能够通过最高点； 当v ，小球偏离原轨迹， 不能通过最高点； 当v= ， ，刚好能过最高点； o v2 mg FT 一、轻绳模型 恰好能够通过最高点的临界条件： 物体“恰好、恰能、刚好通过最高点”； 物体“刚好能在竖直面内做圆周运动” 最高点： 最高点有支撑 o 杆拴着小球 管型轨道 v1 o A mg FT 二、轻杆模型 1、小球在最低点的受力情况和运动情况有什么关系？ 最低点： v越大，FT越大 超重 F3 mg F2 v2 o B 最高点： 二、轻杆模型 v↗F__ v↗F__ 当0v 时，_________， ↘ ↗ 当v= 时，_________， 当v 时，_________， 支持力 拉力 2、小球在最高点的受力情况和运动情况有什么关系？ 最高点有支撑 恰好通过最高点临界条件： v=0 mg=FN 最高点有支撑 o 杆拴着小球 管型轨道 轻杆模型 最高点： (1).V＝ gr 时, 只受重力，作用力F＝0 (2).V＞ gr 时, 小球受到向下的压力, 大小随速度的增大而增大 (3).0＜V＜ gr 时, 小球受到竖直向上的支持力FN, 大小随速度的增大而减小 (4).V＝0时,小球受到竖直向上的支持力FN,且FN＝mg 由小球能运动即可得v临＝0 轻绳模型 轻杆模型 常见类型 均是没有支撑的小球 均是有支撑的小球 过最高点的临界条件 两类模型 比较 本质区别 在最高点，没有物体支撑，只有向下的拉力（压力） 在最高点，有物体支撑，能产生向下的力，也能产生向上的力 重力 支持力 Mg－F　 失 3，拱桥模型 汽车过拱形桥的运动也可以看做圆周运动，汽车过凸形桥到达桥的最高点时向心力由______和________的合力提供． ________＝M ；汽车过凸形桥时处于______重状态． 汽车过凹形桥的情形分析 如果小车实际经过最高时的速度v＝ ，轨道对小车没有力的作用，如果小车速度增大，小车将不再接触轨道而做平抛运动。 例题：(2013.汕头金山中学期中)如图所示，0.4m长的轻杆上端固定800g的小球，小球（可视作质点）绕杆在竖直面内做圆周运动。当它经过最高点时速度为1m/s， 杆对小球作用力为(g=10m/s2)，（ ） A．6N，拉力 B．6 N，支持力 C．8N，支持力 D．10N，支持力 B o 杆受到（ ） 6N，压力 变式：(2013.汕头金山中学期中)如图所示，0.4m长的轻绳 拴着 800g的小球，小球（可视作质点） 恰能 在竖直面内做圆周运动。求： （1）经过最低点时速度v低 （2）此时对轻绳的拉力有多大？ o 1、审题：隐含条件——“恰能” 2、最高点到最低点——功能关系（动能定理） 3、受力分析（研究对象、哪个位置） D 8、如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图象如图乙所示．下列说法正确的是(　　) A．当地的重力加速度大小为 B．小球的质量为 C．v2＝c时，杆对小球弹力方向向上 D．若c＝2b，则杆对小球弹力大小为2a B 9.如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B在最高点时(　　) A．球B的速度为 B．球A的速度大小为 C．水平转轴对杆的作用力为1.5mg D．水平转轴对杆的作用力为2.5mg A C 10,公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动。如图所示，汽车通过桥最高点时(