竖直平面内的圆周运动ppt课件.ppt

1、专题：竖直面内的圆周运动专题：竖直面内的圆周运动11、圆周运动圆周运动分类分类匀速圆周运动匀速圆周运动变速圆周运动变速圆周运动22、认识认识竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动mRhO杆3特点一般竖直面内的圆周运动，物体所受的合外力不指向圆心。除了具有与速度垂直的法向力（向心力）以外，还有与速度平行的切向力，那么物体的速度不仅方向变化，大小也会变化.对此，高考只要求解决在最高点和最低点这两个特殊位置上的动力学问题.关系式依然适用，只是不同位置对应不同的v或而已.22224mTmrrmrvF3、高考对该部分的、高考对该部分的要求要求44、处理圆周运动问题的一般、处理圆周运动问题的一般步骤步骤：5

2、一、一、没有支撑物没有支撑物的物体在竖直平的物体在竖直平面内的圆周运动。面内的圆周运动。例如：绳，内侧例如：绳，内侧槽槽5、竖直平面内的圆周运动属于、竖直平面内的圆周运动属于变速圆周运动变速圆周运动类型类型二、二、有支撑物有支撑物的的物体在竖直平面物体在竖直平面内的圆周运动。内的圆周运动。例如：杆，管道例如：杆，管道mgOmgO轨道mgONmgON6一、一、绳拉小球绳拉小球在竖直面内做圆周运动在竖直面内做圆周运动 1、最高点：、最高点：RvmmgT2提问：提问：小球在最高点向心小球在最高点向心 力由什么力提供？力由什么力提供？7 临界条件：临界条件：T=0，只有重力充当向心力，只有重力充当向心

3、力 gRvRvmmg2即即：根据牛顿定律：根据牛顿定律：gRv （2）当）当 小球不能通过最高点。小球不能通过最高点。说明说明： （1）当当 小球能通过最高点小球能通过最高点gRv 82、最低点、最低点：RvmmgT2重力和拉力共同提供向心力重力和拉力共同提供向心力说明：说明：如果小球通过最低点的速如果小球通过最低点的速 度过大细线可能被拉断度过大细线可能被拉断9巩固应用例：绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆例：绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量周运动，水的质量m=0.5kgm=0.5kg，绳长，绳长=40cm.=40cm.求求（1 1）桶在最高点水不流出的最小速率？）桶在最高点水

4、不流出的最小速率？（2 2）水在最高点速率）水在最高点速率=3m/s=3m/s时水对桶底的时水对桶底的压力？压力？(g(g取取10m/s10m/s2 2) )10二二、小球在竖直圆轨小球在竖直圆轨内侧内侧做圆周运动做圆周运动1、最高点、最高点：RvmmgN2临界条件：临界条件： N=0gRvRvmmg22、最低点、最低点：RvmmgN211例题：例题：质量为质量为m的物块沿竖直平面上的的物块沿竖直平面上的圆形轨道内侧运动，经最高点而不脱离圆形轨道内侧运动，经最高点而不脱离轨道的最小速度是轨道的最小速度是v0,则物块以则物块以v0的速的速度经过轨道最高点时对轨道的压力大小度经过轨道最高点时对轨道

5、的压力大小为：为：、mg、3mg、5mgC12三、三、轻杆轻杆拉小球在竖直面内做圆周运动拉小球在竖直面内做圆周运动gRvRvmmg2RvmTmg21、最高点：、最高点： 2、最低点：、最低点：与轻绳拉小球过最低点一样。与轻绳拉小球过最低点一样。（1）当当v=0时，时，FN=mg（二力平衡（二力平衡）临界条件：恰好重力完全充当向心力临界条件：恰好重力完全充当向心力RvmFmgN2（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零13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,可绕可绕过过O点的水平轴自由转动

6、点的水平轴自由转动,现给小球一初速度现给小球一初速度,使它做圆周运动使它做圆周运动,圆中圆中a、b点分别表示小球轨点分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道的最低点和最高点，则杆对的球的作用力可能是能是（）、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处为推力处为推力、 a处为推力，处为推力，b处为拉力处为拉力、 a处为推力，处为推力，b处为推力处为推力14例题：例题：长度为长度为0.50m的轻质细杆，的轻质细杆，端有一质量为端有一质量为m=3.0kg，通过最高点时，通过最高点时小球的速率为小球的速率为2.0m/s，取，取g=10m/s2,则此则此时细杆

7、受到：时细杆受到：、6.0N的拉力的拉力、6.0N的压力的压力、的拉力、的拉力、的压力、的压力15四、小球在竖直四、小球在竖直光滑圆管光滑圆管内做圆周运动内做圆周运动gRvRvmmg2RvmNmg2外管1、最高点：、最高点：（1）当当v=0时，时，N内管内管=mg（二力平衡）（二力平衡）（2）临界条件：恰好重力完全充当向心力）临界条件：恰好重力完全充当向心力RvmNmg2内管（3）当）当gRv （4）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零16 2、最低点：、最低点：与轻绳拉小球过最低点一样。与轻绳拉小球过最低点一样。RvmmgN2外管171222

8、gRgRvvmR18gR319作业：作业：如图所示，质量如图所示，质量m=0.2kg的小球固定在的小球固定在长为长为0.9m的轻杆的一端，杆可绕点的水的轻杆的一端，杆可绕点的水平轴在竖直平面内转动，平轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：，求：（）当小球在最高点的速度为多大（）当小球在最高点的速度为多大 时，小球对杆的作用力为零？时，小球对杆的作用力为零？（）当小球在最高点的速度分别为（）当小球在最高点的速度分别为m/s和和1.5m/s时，杆对小球的作用时，杆对小球的作用力的大小和方向力的大小和方向（）小球在最高点的速度能否等于（）小球在最高点的速度能否等于零？零？20例、例、如图所示，质量为如图所示，质量为m的小球，用长的小球，用长为为L的细绳，悬于光滑斜面上的的细绳，悬于光滑斜面上的o点，小点，小球在这个倾角为球在这个倾角为的光滑斜面上做圆周的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是分别是vl和和v2，则绳在这两个位置时的，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大张力大小分别是多大?21