高一物理豎直面內(nèi)的圓周運動.ppt

1、,豎直面 內(nèi)的圓周運動,1、處理有關(guān)圓周運動問題的步驟：確定研究對象；確定做圓運動物體的軌道平面及圓心位置； 對研究對象進行受力分析； 在向心加速度方向和垂直于向心加速度方向上建立直角坐標系，若需要可對物體所受力進行適當?shù)恼环纸猓?依據(jù)牛頓運動定律和向心加速度的公式列方程，解方程，并討論解的合理性.,2一般豎直面內(nèi)的圓周運動，物體所受的合外力除了具有與速度垂直的法向力以外，還有與速度平行的切向力，那么物體的速度不僅方向變化，大小也會變化.對此，高考只要求解決在最高點和最低點這兩個特殊位置上的動力學問題.關(guān)系式依然適用，只是不同位置對應(yīng)不同的v或而已.,3豎直平面內(nèi)圓周運動的臨界問題：由于物體

2、在豎直平面內(nèi)做圓周運動的依托物（繩、輕桿、軌道、管道等）不同，所以物體在通過最高點時臨界條件不同.,繩,桿,管道,可見，物體在最高點的最小速度決定于物體在最高點受的最小合外力，不同情況下的最小合外力決定了不同情況下的最小速度.,例題1：如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為L細繩系住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能通過最高點，則小球在最高點速度 多少？小球的受力情況分別如何？(2)若小球在最低點受到繩子的拉力為10mg，則小球在最低點的速度 拉力是多少？,練習1：如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，在半徑為R 光滑軌道上，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能通過最高點，則小球在最

3、高點 速度 是多少？小球的受力情況分別如何？(2)若小球在最低點受到軌道的彈力為8mg，則小球在最低點的速度 受 是多少？,例題2：如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為L輕桿固定住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能通過最高點，則小球在最高點 的速度 是多少？小球的受力情況分別如何？(2)若小球在最低點受到桿子的拉力為5.5mg，則小球在最低點的速度 是多少？,練習2：如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，放在一個內(nèi)壁光滑的封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能通過最高點，則小球在最高點 的速度 是多少？小球的受力情況分別如何？(2)若小球在最低點受到管道的力為6mg，則小球

4、在最低點的速度 是多少？,R,例題3、如圖所示，支架的質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)軸O處用長為L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球.若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，到達最高點時，恰好支架對地面無壓力.設(shè)M=3m.求：（1）小球在最高點時的速度大小是多少？（2）支架對地面的最大壓力是多少？,練習3、如圖所示，支架的質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)軸O處用長為L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m 的小球.若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，到達最高點時，恰好支架對地面的壓力mg.設(shè)M=3m.求：（1）小球在最高點時的速度大小是多少？（2）改變小球的速度，在保證小球仍能作圓周運動的前提下，當小球運動到最低點時，支架對地面的最小壓力是多少？,例題4:如圖中圓弧軌道A

5、B是在豎直平面內(nèi)的1/4圓周，在B點，軌道的切線是水平的.一質(zhì)點自A點從靜止開始下滑，不計滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點剛要到達B點時的加速度大小為_，剛滑過B點時的加速度大小為_.,練習4:如圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)的1/4圓周，在B點，軌道的切線是水平的.一質(zhì)點自A點上方高h處從靜止開始下落，不計滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點剛要到達B點時的加速度大小為_，剛滑過B點時的加速度大小為_.,例題5：如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今給它一個水平初速度 ,則物體將（ ） A、沿球面下滑至M點 B、沿球面下滑至某一點N，便離開球面做斜下拋運動 C、立即離開半球面做平拋運動 D、以上說法都不正確,N,M,m,O,R,練習5：如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今使無初速度放置在球的最