豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動PPT課件

1、回顧：（1）勻速圓周運(yùn)動的定義。（2）勻速圓周運(yùn)動的條件。第1頁/共17頁一、變速率圓周運(yùn)動1、變速圓周運(yùn)動的定義。速度的大小和方向都在時(shí)刻變化的圓周運(yùn)動。2、變速圓周運(yùn)動中合外力的兩個(gè)作用效果分析方法：正交分解半徑方向的合外力改變速度的方向,提供 a向切線方向的合外力改變速度的大小,提供 a切第2頁/共17頁實(shí)例分析：單擺的運(yùn)動就是變速圓周運(yùn)動的一部分，分析當(dāng)繩與豎直方向成時(shí)，小球做圓周運(yùn)動的向心力來源。第3頁/共17頁實(shí)例分析：單擺的運(yùn)動就是變速圓周運(yùn)動的一部分，分析當(dāng)繩與豎直方向成時(shí)，小球的向心力來源。GT第4頁/共17頁實(shí)例分析：單擺的運(yùn)動就是變速圓周運(yùn)動的一部分，分析當(dāng)繩與豎直方向成

2、時(shí)，小球的向心力來源。GT第5頁/共17頁1、繩模型二、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動VV在最高點(diǎn)都沒有能提供支撐的物體。第6頁/共17頁特殊點(diǎn)特殊點(diǎn)向心力來源向心力來源臨界情況臨界情況最低點(diǎn)最低點(diǎn)受力分析：受力分析：方程：方程：最高點(diǎn)最高點(diǎn)受力分析：受力分析：方程：方程：討論是否能做完整圓周運(yùn)動的問題討論是否能做完整圓周運(yùn)動的問題臨界速度：臨界速度：含義：物體剛好能通過最高點(diǎn)，且在含義：物體剛好能通過最高點(diǎn)，且在最高點(diǎn)速度最高點(diǎn)速度討論分析：討論分析：1、 :能過最高點(diǎn)能過最高點(diǎn)2、 :到最高點(diǎn)前已經(jīng)近心運(yùn)到最高點(diǎn)前已經(jīng)近心運(yùn) RvmmgF222RvmmgF211gRv臨gRv 2gRv 21、繩模型

3、gRv臨第7頁/共17頁例題1 1：繩端連接一小球，質(zhì)量為m，繩長為L。在保證小球能做完整的圓周運(yùn)動前提下,小球在最低點(diǎn)受到的拉力最小值是多少。 Vo第8頁/共17頁“繩模型”一般解題思路：1、判斷研究的問題屬于 ；2、確定研究問題中涉及到的臨界問題（繩模型一般討論 ）；3、對狀態(tài)，分析 來源，并列 方程；4、對過程，找初、末速度的關(guān)系，列 等方程第9頁/共17頁2、桿模型VV在最高點(diǎn)都有能提供支撐的物體。第10頁/共17頁特殊點(diǎn)特殊點(diǎn)向心力來源向心力來源臨界情況臨界情況最低點(diǎn)最低點(diǎn) 桿上一定為拉力桿上一定為拉力 最高點(diǎn)最高點(diǎn) 桿上為拉力時(shí)桿上為拉力時(shí) 桿上為壓力時(shí)桿上為壓力時(shí)討論能否做完整討

4、論能否做完整 討論桿上的作用力討論桿上的作用力圓周運(yùn)動的問題圓周運(yùn)動的問題 的大小和方向的大小和方向臨界速度臨界速度1： 臨界速度臨界速度2：小球剛好過最高點(diǎn)小球剛好過最高點(diǎn) 小球剛好不受彈力小球剛好不受彈力討論分析：討論分析：1、 ：桿不受力：桿不受力2、 ：桿上為壓力：桿上為壓力3、 ：桿上為拉力：桿上為拉力RvmmgF222RvmmgF211gRv臨gRv 200臨vRvmFmg222gRv 2gRv 22、桿模型第11頁/共17頁例題2:2:如圖所示，一質(zhì)量為m m的小球，用長為L L輕桿固定住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動.(1).(1)若過小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的

5、速度分別是多少？小球的受力情況分別如何？(2)(2)若小球在最低點(diǎn)受到桿子的拉力為5.55.5mgmg，則小球在最高點(diǎn)的速度及受到桿子的力是多少？mgO第12頁/共17頁練習(xí)1 1：輕桿一端固定在光滑水平軸o o上，另一端固定一質(zhì)量為m m的小球，如圖所示，給小球一初速度，使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，且剛好能通過最高點(diǎn)P P，下列說法正確的是A A小球在最高點(diǎn)對桿的力為零B B小球在最高點(diǎn)對桿的作用力大小為mgmgC C若增大小球的初速度，則在最低點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力一定增大D D若增大小球的初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能增大第13頁/共17頁練習(xí)2 2：游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，

6、游客卻掉不下來，我們把這重情況抽象為如圖這種模型，弧形軌道的下端與豎直圓軌道相連，圓軌道半徑為R R，使小球從弧形軌道上段滑下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動，不計(jì)一切阻力，問小球從離地面多高處釋放，即可使小球剛好能做完整的圓周運(yùn)動？ h第14頁/共17頁MmO練習(xí)3 3：如圖所示，支架的質(zhì)量為M M，轉(zhuǎn)軸O O處用長為L L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m m 的小球. .若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，恰好支架對地面的壓力mgmg. .設(shè)M M=3=3m m. .求：（1 1）小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小是多少？（2 2）改變小球的速度，在保證小球仍能作圓周運(yùn)動的前提下，當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)，支架對地面的最小壓力是多少？第15頁/共17頁繩模型：繩模型：討論剛好過最高點(diǎn)討論剛好過最高點(diǎn)桿模型：桿模型：討論剛好過最高點(diǎn)討論剛好過最高點(diǎn) 剛好不受桿的作用力剛好不受桿的作用力豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動一般解題思路：1、判斷是繩模型還是桿模型；、判斷是繩模型還是桿模型； 2、確定題中涉及到的臨界狀態(tài)、確定題中涉及到的臨界狀態(tài)3、對狀態(tài)，分析向心力來源，并列向心力方程、對狀態(tài)，分析向心力來源，并列向心力方程4