專題豎直平面內(nèi)的圓周運動市公開課特等獎市賽課微課一等獎?wù)n件

豎直面內(nèi)圓周運動第1頁2．普通豎直面內(nèi)圓周運動，物體所受合外力除了含有與速度垂直法向力以外，還有與速度平行切向力，那么物體速度不但方向改變，大小也會改變.對此，高考只要求處理在最高點和最低點這兩個特殊位置上動力學(xué)問題.關(guān)系式依然適用，只是不一樣位置對應(yīng)不一樣v或ω而已.第2頁1、處理相關(guān)圓周運動問題步驟：①確定研究對象；②確定做圓運動物體軌道平面及圓心位置；③對研究對象進行受力分析；④在向心加速度方向和垂直于向心加速度方向上建立直角坐標(biāo)系，若需要可對物體所受力進行適當(dāng)正交分解；⑤依據(jù)牛頓運動定律和向心加速度公式列方程，解方程，并討論解合理性.第3頁mgOmgON3．豎直平面內(nèi)圓周運動臨界問題：因為物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動依靠物（繩、軌道、輕桿、管道等）不一樣，所以物體在經(jīng)過最高點時臨界條件不一樣.mgON繩桿mgO軌道管道可見，物體在最高點最小速度決定于物體在最高點受最小合外力，不一樣情況下最小合外力決定了不一樣情況下最小速度.第4頁mgO繩mgO軌道第5頁例題1：繩子系著裝有水木桶，在豎直面內(nèi)做圓周運動，水質(zhì)量m=0.5kg，繩子長度為l=60cm，求：A、最高點水不留出最小速度？B、設(shè)水在最高點速度為V=3m/s，求水對桶底壓力？第6頁例題2：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，用長為L細(xì)繩系住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點，則小球在最高點和最低點速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點受到繩子拉力為10mg，則小球在最高點速度及受到繩子拉力是多少？mgO第7頁練習(xí)1：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，在半徑為R光滑軌道上，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點，則小球在最高點和最低點速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點受到軌道彈力為8mg，則小球在最高點速度及受到軌道彈力是多少？mgO軌道第8頁O桿O管道第9頁例題3：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，用長為L輕桿固定住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點，則小球在最高點和最低點速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點受到桿子拉力為5.5mg，則小球在最高點速度及受到桿子力是多少？mgON第10頁練習(xí)2：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，放在一個內(nèi)壁光滑封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)作圓周運動.(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點，則小球在最高點和最低點速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點受到管道力為6mg，則小球在最高點速度及受到管道力是多少？mgONR第11頁MmO

練習(xí)3、如圖所表示，支架質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)軸O處用長為L輕繩懸掛一質(zhì)量為m小球.若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，抵達最高點時，恰好支架對地面壓力mg.設(shè)M=3m.求：（1）小球在最高點時速度大小是多少？（2）改變小球速度，在確保小球仍能作圓周運動前提下，當(dāng)小球運動到最低點時，支架對地面最小壓力是多少？

第12頁例題4:如圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)1/4圓周，在B點，軌道切線是水平.一質(zhì)點自A點從靜止開始下滑，不計滑塊與軌道間摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點剛要抵達B點時加速度大小為______，剛滑過B點時加速度大小為_____.AB第13頁練習(xí)4:如圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)1/4圓周，在B點，軌道切線是水平.一質(zhì)點自A點上方高h處從靜止開始下落，不計滑塊與軌道間摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點剛要抵達B點時加速度大小為______，剛滑過B點時加速度大小為_____.ABh第14頁例題5：如圖所表示，半徑為R光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今給它一個水平初速度,則物體將（）A、沿球面下滑至M點B、沿球面下滑至某一點N，便離開球面做斜下拋運動C、馬上離開半球面做平拋運動D、以上說法都不正確MmORv0N第15頁MmOR練習(xí)5：如圖所表示，半徑為R光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今使無初速度放置在球最高點,現(xiàn)在給其一擾動，則物體將（）A、沿球面下滑至M點B、沿球面下滑至某一點N，便離開球面做斜下拋運動C、馬上離開半球面做平拋運動D、以上說法都不正確N第16頁練習(xí)1：線球模型,球質(zhì)量m，繩長L.問給小球多大Vo才能使小球在豎直面內(nèi)做完整圓周運動?試證實只要小求能做完整圓周運動,則小球在最地點受到拉力與小球在最高點手到拉力之差為一恒定值6mg.Vo第17頁練習(xí)2：質(zhì)量為1kg物體，在粗糙水平面上運動，運動到A點初速度為6m/s，運動到B點進入光滑半圓形槽，若物體剛好能夠經(jīng)過軌道上C點，已知AB段動摩擦因數(shù)為μ=0.2，軌道半徑為0.4求：AB間距離。VoBAC第18頁練習(xí)3：游樂場過山車能夠底朝上在圓軌道上運行，游客卻掉不下來，我們把這重情況抽象為如圖這種模型，弧形軌道下端與豎直圓軌道相連，使小球從弧形軌道上段滑下，小球進入圓軌道下端后沿圓軌道運動，問小球從離地面多高處釋放，即可使小球剛好能做完整圓周運動？h第19頁練習(xí)4：A、B兩小球質(zhì)量均為m,由輕桿相連,O為固定軸,AO=L,BO=2L,從圖示位置釋放,當(dāng)B轉(zhuǎn)至O點正下方,速度為多少?對輕桿拉力為多少?ABO第20頁練習(xí)5：如圖一圓盤能夠繞一個經(jīng)過圓盤中心且垂直于盤面豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一木塊，質(zhì)量為1kg,動摩擦因數(shù)為0.4,勻速轉(zhuǎn)動半徑為1m,問若使得木塊與圓盤不發(fā)生相對滑動,則轉(zhuǎn)動角速度不超出多少?第21頁，三物體與轉(zhuǎn)盤摩擦力因數(shù)相同，三物體隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速逐步增加時，以下說法正確是（）

A.物體A先滑動B.物體B先滑動C.物體C先滑動D.物體B、C同時先滑動練習(xí)6：如圖,已知物體A、B、C與轉(zhuǎn)軸距離為，質(zhì)量為第22頁練習(xí)7：物體m用線經(jīng)過光滑水平板間小孔與砝碼M相連,而且正在做勻速圓周運動,假如減小M質(zhì)量,則物體m軌道半徑R,角速度ω,線速度v應(yīng)該怎么改變?第23頁練習(xí)8：如圖,細(xì)繩異端系著質(zhì)量M=0.6kg物體,靜止在水平面上,另一端經(jīng)過光滑小孔吊著質(zhì)量m=3kg物體,M中點與原空距離為