豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)課件

1、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一、實(shí)例分析應(yīng)用：汽車過(guò)橋問(wèn)題GN應(yīng)用：汽車過(guò)橋問(wèn)題GN一、實(shí)例分析3、汽車以同一速率行駛，在何處容易爆胎？一、實(shí)例分析2.乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是( )A.車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)B.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mgC.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg二、臨界問(wèn)題討論（一）變速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)由于變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力一般不指向圓心，所以變速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合外力產(chǎn)生兩個(gè)效果.1.半徑方向的分力：產(chǎn)生向心加速度而改變速度方向.2.切

2、線方向的分力：產(chǎn)生切線方向加速度而改變速度大小.（二）豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)，高考中經(jīng)常有這種模型，時(shí)常與能量及動(dòng)量相結(jié)合中學(xué)物理中只研究物體在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的兩種情況.主要有以下兩種類型：1.如圖所示：無(wú)支撐物的小球在豎直平面內(nèi)最高點(diǎn)情況.二、臨界問(wèn)題討論1.無(wú)支撐物的小球在豎直平面內(nèi)最高點(diǎn)情況(1)臨界條件：小球達(dá)最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力(或軌道的彈力)剛好等于0，小球在最高點(diǎn)的向心力全部由重力來(lái)提供，這時(shí)有mg=mv2min/r，式中的vmin是小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度，通常叫臨界速度vmin= .(2)能通過(guò)最高點(diǎn)的條件：vvmin(3)不能通

3、過(guò)最高點(diǎn)條件vvmin，注意的是這是假設(shè)到最高點(diǎn)而做出一個(gè)v，其實(shí)球沒(méi)到最高點(diǎn)就脫離了軌道或是沿原軌道返回或是做斜拋運(yùn)動(dòng)了.2.有物體支撐的小球在豎地面最高點(diǎn)情況.(1)臨界條件：由于硬桿和管壁的支撐作用，小球恰好能到最高點(diǎn)的臨界速度vmin=0.有支撐物的小球在豎直平面內(nèi)最高點(diǎn)受彈力情況當(dāng)v=0時(shí)，輕桿對(duì)小球有豎直向上的支持力N，其大小等于小球的重力，即N=mg；當(dāng)0v 時(shí)，桿對(duì)小球的支持力的方向豎直向上，大小隨速度增大而減小，其取值范圍是:0Nmg；當(dāng)v= 時(shí)，N=0；當(dāng)v 時(shí)，桿對(duì)小球有指向圓心的拉力，其大小隨速度的增大而增大. 三、典型例題例題1、如圖所示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞O

4、點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力可能是( )A.a處為拉力，b處為拉力B.a處為拉力，b處為推力C.a處為推力，b處為拉力C.a處為推力，b處為推力三、典型例題例題2、輕繩長(zhǎng)0.5m，繩的一端固定著質(zhì)量為2kg的小球。小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球?qū)K的作用力為36N，求（1）小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。g取10m/s2 （2）在最高點(diǎn)時(shí)繩子的彈力為多少？例題3、一宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球表面后，為了測(cè)定該星球表面的重力加速度g，做如下實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過(guò)光滑的細(xì)直管，細(xì)線一端拴一質(zhì)量為m的

5、砝碼，另一端連接在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，停止掄動(dòng)細(xì)直管，砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示此時(shí)觀察測(cè)力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)兩位置時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為F。試根據(jù)題中所提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球表面的重力加速度g?！纠}4】如圖所示，一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的擺，擺球質(zhì)量為m，帶電量為q，如果在懸點(diǎn)A放一正電荷q，要使擺球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則擺球在最低點(diǎn)的速度最小值應(yīng)為多少？四離心運(yùn)動(dòng)：（1）離心現(xiàn)象條件分析合外力忽然消失合外力小于所需的向心力離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象。離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例離心干燥器洗衣