竖直平面上的圆周运动课件.ppt

1、学习目标 能力目标 1.体会分析问题的过程 2.掌握分析问题的步骤与方法 3.提高探究能力 课题目标 1.了解圆周运动动力学特征 2.学习在竖直平面上圆周运动的临界点 学习方法分析法，归纳法，对比法，讨论法思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？课题引入：过山车课题引入：过山车你坐过过山车吗？是什么感觉的？水流星是在一根彩绳的两端，各系一只玻璃碗，内盛色水。演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞，而碗中之水不洒点滴。 跃跃欲试实验要求 1.设法使得水流星在竖直平面上做比较快的圆周运动 （怎么做才能不让水被甩出来？） 2.让甩动的速度慢慢慢下来，直到有水

2、掉落思考 1.当杯口向下的时候，水为什么不会掉出来？ 2.水掉下来和不掉下来的条件是什么？时间：5分钟当杯子运动到最高点时（水没有掉下来）1.如把水和杯子看作是质点，请对其进行受力分析。2.在什么情况下，绳子对杯子没有拉力？3. 杯子能做圆周运动的临界条件是什么？完成下列问题视频 小球恰能过最高点的临界条件：在最高点，小球恰能过最高点的临界条件：在最高点，小球的速度小球的速度gLv = 当拉力为零时，重力全部提供向心力这时当拉力为零时，重力全部提供向心力这时小球的速度最小，小球恰能过最高点做完整的小球的速度最小，小球恰能过最高点做完整的圆周运动圆周运动 vOGTLvmGT2 0gLv 在最高点

3、，绳的拉力在最高点，绳的拉力T和重力和重力G的合力提供向心力的合力提供向心力LvmGT2 明确：明确：向心力和向心加速度公式向心力和向心加速度公式同样适合于变速圆周运动同样适合于变速圆周运动, ,但求质但求质点在圆周上某点的向心力和向心加点在圆周上某点的向心力和向心加速度的大小速度的大小, ,必须用该点的必须用该点的瞬时速度瞬时速度值。值。练习：分析水流星的原理：练习：分析水流星的原理：当水流星在最高点时（当水流星在最高点时（ ）A A、水必定从水桶中流出、水必定从水桶中流出B B、水对小水桶底部的压力必定为零、水对小水桶底部的压力必定为零C C、容器中的水可能处于完全失重状态、容器中的水可能

4、处于完全失重状态D D、手对绳的拉力可能为零、手对绳的拉力可能为零CD临界问题的分析方法： 1.首先明确物理过程，正确对研究对象进行受力分析 2.确定向心力，根据向心力公式列出方程 3.由方程中的某个力的变化与速度变化的对应关系，从而分析找出临界值。变一变：如果是轻杆拉小球在竖直面内做圆周运动呢？gRvRvmmg2RvmTmg2N=mg（二力平衡（二力平衡）临界条件：支持力临界条件：支持力N恰好等于重力恰好等于重力mgRvmFmgN2（2）当）当gRv （3）当）当 gRv说明说明:小球通过最高点时的速度可以为零小球通过最高点时的速度可以为零你看出了什么当支持力当支持力N为零时，为零时，v是多

5、少？是多少？ F F向向=mg（二力平衡）（二力平衡）再变： 如果换做是竖直光滑圆管内做圆周运动。提示：受力分析O绳O轨道比较mgOmgON 竖直平面内圆周运动的临界问题：由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物（绳、轨道、轻杆、管道等）不同，所以物体在通过最高点时临界条件不同.mgON绳杆mgO轨道管道可见，物体在最高点的最小速度决定于物体在最高点受的最小合外力，不同情况下的最小合外力决定了不同情况下的最小速度.例题例题:如图所示如图所示,细杆的一端与一小球相连细杆的一端与一小球相连,可绕过可绕过O点的水平轴自由转动点的水平轴自由转动,现给小球现给小球一初速度一初速度,使它做圆周运动使它做圆周

6、运动,圆中圆中a、b点分点分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对的球的作用力可能是对的球的作用力可能是（）、a处为拉力，处为拉力，b处为拉力处为拉力、 a处为拉力，处为拉力，b处为支持力处为支持力、 a处为支持力，处为支持力，b处为拉力处为拉力、 a处为支持力，处为支持力，b处为支持力处为支持力例题：质量是例题：质量是m的汽车在拱桥上以速度的汽车在拱桥上以速度v前进，前进，桥面的圆弧半径是桥面的圆弧半径是R，求汽车过桥最高点时受，求汽车过桥最高点时受桥的摩擦力。（已知动摩擦因数是桥的摩擦力。（已知动摩擦因数是 ）amg FN=mv2/R F合合=maFN=

7、mg mv2/RFf= FN= (mg-mv2/R)如果汽车过的是如果汽车过的是“凹凹”形桥，形桥，其他条件不变，那么过最底点其他条件不变，那么过最底点时受到的摩擦力是多大？时受到的摩擦力是多大？? 思考：思考：快速地说出桥面受力的情况快速地说出桥面受力的情况rvmFGN2FN=GrvmGFN29如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆形轨道运动，通过适当调整释放点的高度，总能保证小球最终通过最高点D，则小球在通过D点后 （ ）A会落到水平面AE上 B一定会再次落到圆轨道上C可能会落到水平面AE上 D可能会再次落到圆轨道上拓展BhACDE图6-11-9A本课题总结：练习册 31页谢谢观看