輕繩輕桿模型解析課件

拓展部分豎直平面內(nèi)的圓周運動1、桿模型2、繩模型3、軌道模型4、連接體問題5、臨界問題拓展部分豎直平面內(nèi)的圓周運動學(xué)習(xí)基礎(chǔ)：研究圓周運動的要點從“供”“需”兩方面來進行研究“供”——分析物體受力，求沿半徑方向的合外力“需”——確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圓周運動“供”“需”不平衡做離心運動或向心運動學(xué)習(xí)基礎(chǔ)：研究圓周運動的要點從“供”“需”兩方面來進行研究引入：桿長為L，球的質(zhì)量為m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)動，已知在最高點處，桿對球的彈力大小為F=1/2mg，求這時小球的即時速度大小。解：小球所需向心力向下，本題中F=1/2mg＜mg，所以彈力的方向可能向上，也可能向下。⑴若F向上，則⑵若F向下，則引入：桿長為L，球的質(zhì)量為m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)？v

桿兒模型：能過最高點的臨界條件：當(dāng)速度V>時,桿兒對小球是拉力.當(dāng)速度V<時,桿兒對小球是支持力.當(dāng)速度V=時,桿兒對小球無作用力.mgFNF？v桿兒模型：能過最高點的臨界條件：當(dāng)速度V>

例7、如圖所示，質(zhì)量可以不計的細桿的一端固定著一個質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動。讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為的圓周運動，小球通過最高點時的線速度大小為v。下列說法中正確的是()

A、v不能小于B、v＝

時，小球與細桿之間無彈力作用時，小球與細桿之間的彈力隨v增大而增大C、v大于時，小球與細桿之間的彈力隨v減小而增大D、v小于BCD例7、如圖所示，質(zhì)量可以不計的細桿的一端固定討論：物做近心運動

繩和內(nèi)軌模型：mgFNv討論：物做近心運動繩和內(nèi)軌模型：mgFNv

例6、如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運動．圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時剛好不脫離圓軌．則其通過最高點時（）A．小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB．小球受到的向心力等于重力C．小球的線速度大小等于D．小球的向心加速度大小等于gBCD例6、如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的

繩桿圓管

m的受力情況

最高點A的速度

重力、繩的拉力AOmBL重力、桿的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力小結(jié)：豎直平面內(nèi)的變速圓周運動AOmBL繩桿圓管m的受力情況最高點A的速度重力、此地不宜居住嗎？

中央電視臺《今日說法》欄目最近報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故．家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖撞進李先生家，造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案．當(dāng)?shù)鼐用裾J為是風(fēng)水問題，你相信嗎？此地不宜居住嗎？中央電視臺《今日說法》欄目最近報道如圖所示，光滑圓盤中心有一個小孔，用細繩穿過小孔，兩端各系一小球AB，AB等質(zhì)量，盤上的小球A做半徑為r=20cm的勻速圓周運動，要保持B球靜止，A球的角速度多大？ω=？FmgF解：隔離A，據(jù)牛二律

F=mω2r…………①

隔離B，

F=mg

………②①②聯(lián)立解得ω===(Rad/s)r=0.2連接體問題如圖所示，光滑圓盤中心有一個小孔，用細繩穿過小孔，兩端各系一THANKYOUSUCCESS2023/8/1111可編輯THANKYOUSUCCESS2023/8/111細繩一段系一質(zhì)量為M=0.6千克,的物體,靜止在水平面上,另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3千克的物體,M的中心距圓孔0.2米,已知M與水平面間的最大靜摩擦力是2牛,現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動,問ω在什么范圍內(nèi)m會處于靜止?fàn)顟B(tài)ω１=？FmgF解：研A即將向圓心滑動狀態(tài)，據(jù)牛二律

F－ｆ=

隔離B，

F=mg

………②r=0.2三圓周運動2-圓周運動動力學(xué)----連接體問題Mga1Nf………①①②聯(lián)得研A即將背離圓心滑動狀態(tài)，據(jù)牛二律ω２=？FFMga２Nfmg

F＋ｆ=………③

隔離B，

F=mg

………④③④聯(lián)得細繩一段系一質(zhì)量為M=0.6千克,的物體,靜止在水平面上,另輕桿長L=1m,其兩端各連接質(zhì)量為1kg的小球，桿可繞距B端0.2m處的軸o在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，輕桿由水平靜止轉(zhuǎn)至豎直方向，A球在最低點時的速度大小為4m/s，求此時B球?qū)U的作用力oABBAVA=4VBrA=0.8rB=0.2mgFB研B最高點，據(jù)牛二律

mg+FB=mω2rB解∵AB在同一個物體上同一時刻ω相同

在B通過最高點時∴FB=mω2rB—mg=1×52×0.2—1×10=—5牛由題意，OB桿對B球作用力方向向上據(jù)牛三律B球?qū)B桿作用力向下，大小為5Nω=三圓周運動2-圓周運動動力學(xué)----連接體問題輕桿長L=1m,其兩端各連接質(zhì)量為1kg的小球，桿可繞距B端

如圖所示，質(zhì)量為m的AB兩個物體，用細繩懸著，跨過固定在圓盤中央光滑的定滑輪，物體A據(jù)轉(zhuǎn)盤中心R,與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦因數(shù)為μ（<1），為使A相對于轉(zhuǎn)盤靜止，則轉(zhuǎn)盤的角速度取值范圍多大？FmgF利用程序法判定未知的臨界狀態(tài)ω1=？ω2=？f？若盤不轉(zhuǎn)即ω=0物體A能否相對于盤靜止？FmgFfmgFFmgFFfωωω如圖所示，質(zhì)量為m的AB兩個物體，用細繩懸著，跨過固AOB8．如圖所示，長為2L的輕桿，兩端各固定一小球，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量m2。過桿的中點O有一水平光滑固定軸，桿可繞軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)動到豎直位置且A球在上端、B球在下端時桿的角速度為ω，此時桿對轉(zhuǎn)軸的作用力為零，則A、B小球的質(zhì)量之比為 （）A．1：1DAOB8．如圖所示，長為2L的輕桿，兩端各固定一小球，A球質(zhì)汽車轉(zhuǎn)彎28．如圖所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方拍攝的汽車后輪照片。從照片來看，汽車此時正在()

A．直線前進B．向右轉(zhuǎn)彎C．向左轉(zhuǎn)彎D．不能判斷汽車轉(zhuǎn)彎28．如圖所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．根據(jù)圖示作出以下判斷，你認為正確的是（）A．汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車作離心運動B．汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車作向心運動C．公路在設(shè)計上可能內(nèi)（東）高外（西）低D．公路在設(shè)計上可能外（西）高內(nèi)（東）低經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．根據(jù)經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．：公路在設(shè)計上內(nèi)（東）高外（西）低經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．：公離心運動