【高中物理】第六章專題：豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng) 課件 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

必修二第六章專題豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)過山車水流星表演想一想豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，物體能否通過最高點(diǎn)是有條件的。1、輕繩（或內(nèi)軌道）繩約束內(nèi)軌道約束注：“輕繩”只能對小球產(chǎn)生拉力，不能產(chǎn)生支持力。（內(nèi)軌道約束類似）★實(shí)例：球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道的“過山車”等。小球能過最高點(diǎn)的臨界條件是彈力為0，重力提供向心力

即②在最高點(diǎn)時(shí)，繩對球有拉力，軌道對球有支持力③在最高點(diǎn)時(shí)，球不能過最高點(diǎn)，實(shí)際上還沒到最高點(diǎn)就脫離軌道了筆記1、輕繩（或內(nèi)軌道）④最低點(diǎn)時(shí)，拉力最大是“水流星”表演成功的關(guān)鍵.GFN在“水流星”表演中，杯子在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)。在最高點(diǎn)時(shí)，杯口朝下，但杯中水卻不會(huì)流下來，為什么？水流星之謎【例】

如圖所示，一個(gè)小球沿豎直固定的光滑圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓形軌道的半徑為R，小球可看作質(zhì)點(diǎn)，則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（

）A.小球的線速度方向時(shí)刻在變化，但總在圓周切線方向上B.小球通過最高點(diǎn)的速度可以等于0C.小球線速度的大小可以小于

D.小球線速度的大小總大于或等于

答案：AD【例】繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長L=60cm，求：（g=10m/s2）

（1）在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？

（2）水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時(shí)，水對桶底的壓力？思考：過山車為什么過最高點(diǎn)時(shí)不會(huì)掉下來？過山車之謎2、輕桿（或圓管道）桿約束管道約束注：“輕桿”（管道）既能對小球產(chǎn)生拉力，也能產(chǎn)生支持力。①臨界條件：v=0②球不受桿（管壁）力時(shí)：③

球受桿支持力（內(nèi)壁支持力）時(shí)：筆記最高點(diǎn)時(shí)④球受桿拉力（外壁支持力）時(shí)：v1omgFT桿對小球產(chǎn)生豎直向上的拉力（外管道產(chǎn)生支持力）（超重）最低點(diǎn)時(shí)

BC復(fù)合模型（豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的組合）①明確是“輕桿模型”還是“輕繩模型”，然后分析物體能夠到達(dá)圓周最高點(diǎn)的臨界條件。②速度是聯(lián)系前后兩個(gè)過程的關(guān)鍵物理量?！纠咳鐖D，一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出，恰好從圓管BCD的B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧，經(jīng)BCD從圓管的最高點(diǎn)D射出，恰好又落到B點(diǎn)。已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上，BC弧對應(yīng)的圓心角θ=60°，不計(jì)空氣阻力。求：（1）小球從A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大小；（2）小球在D點(diǎn)時(shí)的速度大??；（3）在D點(diǎn)處小球?qū)鼙诘淖饔昧Φ拇笮『头较?；臨界問題：由于物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的依托物（繩、軌道、輕桿、管道等）不同，所以物體恰好能通過最高點(diǎn)的臨界條件也不同。物