竖直平面圆周运动课件.ppt

竖直平面圆周运动专 题,教学目标,进一步理解向心力的意义，并能熟练分析实际问题中向心力的来源；能够分析和解决竖直面的圆周运动的实际问题,模型一：无支撑:轻绳-小球模型,最低点：,，则：,最高点：,；,在最高点，当 即为物体过圆周运动最高点的临界速度；当 时，小球在到达最高点之前就已经离开圆轨道，做斜抛运动；当 时,【练1】用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是:A、小球过最高点时,绳子的张力可以为零 B、小球过最高点时的最小速度为零 C、小球刚好过最高点的速度是 D、小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,AC,（二）有支撑:轻杆-小球模型,最低点：，轻杆表现为拉力；最高点：在最高点，当,当 时，轻杆表现为支持力，此时 有：,当 时，轻杆表现为支持力，此时有：,；,当 时，,轻杆表现为拉力，此时有：,【练2】如图，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O。现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，则A小球过最高点时的最小速度为零 B小球刚好过最高点是的速度是 C一定等于0D可能是拉力，可能是推力，也可能等于0,AD,【练3】如图，汽车以一定的速度经过一个圆弧桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况说法正确的是 A在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力等于汽车的重力。D.汽车对桥面的压力可能等于零,BD,【练4】乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是,A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去B.人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mgC.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D.人在最低点时对座位的压力大于mg,D,思考：若游乐园的过山车轨道半径为40m，则过山车经过圆周轨道的最高点速度至少是多少？,【例1】质量为m的汽车以v的速度通过半径为R的凸形桥，轮与桥面间的摩擦因数u，求汽车在最高点时的受到的摩擦力.,思考：汽车过凹面的情况,【练5】有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥(g=10 m/s2)(1)汽车到达桥顶时速度为5 m/s，汽车对桥的压力是多大？(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？,答案：(1)7600 N(2)22.4 m/s,【拓展】如图，半径R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速度进入管内，A通过最高点C时，对管的上壁压力为3mg，B通过最高点C时，对管的下壁压力为0.75mg，求AB两球落地点间的距离,3R,方法提炼：,2：受力分析，找向心力来源。,4：求解作答。,1：明确研究对象，找圆心、找半径。,3：列方程。,规律总结：1、有支承：过桥、杆件、内轨道、双轨2、无支承：水流星、绳、外轨道、过山车,1、在上述两种模型中，小球在最低点的受力情况完全相同，向心力由物体的重力和拉力或支持力的合力提供；2、无支撑模型类物体在竖直面的最高点只有一个临界速度；而有支撑模型类物体在竖直面的最高点有两个临界速度，这两个速度是判断轻杆对物体是拉力还是支持力，或支撑轨道内、外轨道的支持力的依据。,作业：,活页练习：141页14、15题,