《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻速圓周運(yùn)動 微型專題2 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動課件 教科版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻速圓周運(yùn)動 微型專題2 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動課件 教科版必修2.ppt（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、微型專題2豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動,第二章勻速圓周運(yùn)動,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的兩種基本模型. 2.掌握輕繩(或輕桿)約束下圓周運(yùn)動的兩個(gè)特殊點(diǎn)的相關(guān)分析. 3.學(xué)會分析圓周運(yùn)動問題的一般方法.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),重點(diǎn)探究,,如圖1所示，甲圖中小球受繩拉力和重力作用，乙圖中小球受軌道的彈力和重力作用，二者運(yùn)動規(guī)律相同，現(xiàn)以甲圖為例.,一、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的輕繩(過山車)模型,圖1,例1一細(xì)繩與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)繩一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，如圖2所示，水的質(zhì)量m0.5 kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l50 cm.(g取10
2、m/s2) (1)若在最高點(diǎn)水不流出來，求桶的最小速率；(結(jié)果保 留三位有效數(shù)字),圖2,解析以水桶中的水為研究對象，在最高點(diǎn)恰好不流出來，說明水的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動所需的向心力，此時(shí)桶的速率最小.,解析,答案,答案2.24 m/s,(2)若在最高點(diǎn)水桶的速率v3 m/s，求水對桶底的壓力大小.,解析,答案,答案4 N,代入數(shù)據(jù)可得：N4 N. 由牛頓第三定律，水對桶底的壓力大?。篘4 N.,針對訓(xùn)練(多選)如圖3所示，用長為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是 A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力 B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零 C.若
3、小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則其在最 高點(diǎn)的速率為 D.小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力,圖3,解析,,答案,,解析小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)，向心力可能等于重力也可能等于重力與繩子的拉力之和，取決于小球的瞬時(shí)速度的大小，A錯誤； 小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)，如果向心力完全由重力提供，則可以使繩子的拉力為零，B錯誤；,小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)，具有豎直向上的向心加速度，處于超重狀態(tài)，繩子的拉力一定大于小球的重力，故D正確.,,如圖4所示，細(xì)桿上固定的小球和管形軌道內(nèi)運(yùn)動的小球在重力和桿(管道)的彈力作用下做圓周運(yùn)動. (1)最高點(diǎn)的最小速度 由于桿和管在最高處能對小球產(chǎn)生向上的支持力， 故小球恰能到
4、達(dá)最高點(diǎn)的最小速度v0，此時(shí)小 球受到的支持力FNmg.,圖4,二、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的輕桿(管)模型,(2)小球通過最高點(diǎn)時(shí)，軌道對小球的彈力情況,例2長L0.5 m的輕桿，其一端連接著一個(gè)零件A，A的質(zhì)量m2 kg.現(xiàn)讓A在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖5所示.在A通過最高點(diǎn)時(shí)，求下列兩種情況下A對桿的作用力大小(取g10 m/s2). (1)A的速率為1 m/s；,圖5,答案16 N,解析以A為研究對象，設(shè)其受到桿的拉力為F，,解析,答案,(2)A的速率為4 m/s.,答案44 N,解析,答案,例3(多選)如圖6所示，半徑為L的圓管軌道(圓管內(nèi)徑遠(yuǎn)小于軌道半徑)豎直放置，管內(nèi)壁光滑，
5、管內(nèi)有一個(gè)小球(小球直徑略小于管內(nèi)徑)可沿管轉(zhuǎn)動，設(shè)小球經(jīng)過最高點(diǎn)P時(shí)的速度為v，則 A.v的最小值為 B.v若增大，球所需的向心力也增大 C.當(dāng)v由 逐漸減小時(shí)，軌道對球的彈力也減小 D.當(dāng)v由 逐漸增大時(shí)，軌道對球的彈力也增大,圖6,解析,,答案,,解析由于小球在圓管中運(yùn)動，在最高點(diǎn)速度可為零，A錯誤；,達(dá)標(biāo)檢測,解析“水流星”在最高點(diǎn)的臨界速度v 4 m/s，由此知繩的拉力恰為零，且水恰不流出，故選B.,1.(輕繩作用下物體的運(yùn)動)雜技演員表演“水流星”，在長為1.6 m的細(xì)繩的一端，系一個(gè)與水的總質(zhì)量為m0.5 kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，如圖7所示
6、，若“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)的速率為4 m/s，則下列說法正確的是(取g10 m/s2) A.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，有水從容器中流出 B.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，繩的張力及容器底部受到的壓力 均為零 C.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用 D.“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力大小為5 N,,圖7,答案,解析,1,2,3,4,2.(軌道約束下小球的運(yùn)動)(多選)如圖8所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動.圓環(huán)半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)內(nèi)側(cè)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán)，則其通過最高點(diǎn)時(shí)下列表述正確的是 A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mg B.重力mg提供小球做圓周運(yùn)
7、動所需的向心力 C.小球的線速度大小等于 D.小球的向心加速度大小等于g,,答案,解析,圖8,,,1,2,3,4,解析因?yàn)樾∏蚪?jīng)過圓環(huán)內(nèi)側(cè)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán)，故在最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)A環(huán)的壓力為零，選項(xiàng)A錯誤；,1,2,3,4,解析小球通過最高點(diǎn)的最小速度為0，圓形管外側(cè)、內(nèi)側(cè)都可以對小球提供彈力，小球在水平線ab以下時(shí)，必須有指向圓心的力提供向心力，即外側(cè)管壁對小球一定有作用力，故B、D正確.,3.(球在管形軌道中的運(yùn)動)(多選)如圖9所示，小球m在豎直放置的光滑的圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動，下列說法正確的是 A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是 B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零 C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動時(shí)外側(cè)管壁對小 球一定無作用力 D.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動時(shí)外側(cè)管壁對小球一定有作用力,答案,圖9,解析,,,1,2,3,4,4.(輕桿作用下小球的運(yùn)動)如圖10所示，質(zhì)量為m的小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端O做圓周運(yùn) 動.當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度為v ，L是球心到O點(diǎn)的距離，則球?qū)U的作用力是,答案,解析,圖10,,1,2,3,4,1,2,3,4,
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