高中物理第五章圆周运动小专题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,竖直平面内圆周运动,圆周运动小专题,第1页,竖直平面内圆周运动,思索探究：,小球分别在轻绳(如图甲)和轻杆(如图乙)一端绕另一端在竖直平面内运动，请思索：,第2页,(1)小球要在竖直平面内完成圆周运动，经过最高点时最小速度能为零吗？,(2)小球经过最高点时，与绳(或杆)之间作用力能够为零吗？,第3页,提醒：,(1)在轻绳作用下运动时小球经过最高点速度不能为零，在轻杆作用下运动时能够为零，因为若在轻绳作用下抵达最高点时速度为零，小球将在重力作用下下落，不可能做圆周运动。,(2)小球经过最高点时，与绳(或杆)之间作用力能够为零，此时，由重力提供小球做圆周运动向心力。,第4页,【归纳总结】,1.运动性质：物体在竖直平面内做圆周运动时，受弹力和重力两个力作用，物体做变速圆周运动。,2.最低点：小球运动到最低点时受杆或轨道向上弹力和向下重力作用，由这两个力协力充当向心力，F,N,-mg=。,第5页,3.最高点：物体在最高点时受力特点可分为以下两种：,模型,临界条件,最高点受力分析,细绳牵拉型圆周运动,小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动，如图所表示,小球恰好过最高点：弹力(或拉力)为零，重力充当向心力，mg=m ，可得：临界速度v=,v 时，绳或轨道对小球产生向下拉力或压力,v=时，绳或轨道对小球刚好不产生作用力,小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，如图所表示,v 时，杆或管上侧产生向下拉力或压力,v=时，球在最高点只受重力，不受杆或管作用力,小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动，如图所表示,0v 时，杆或管下侧产生向上支持力,第7页,【典例示范】,长度为0.5m轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m=2kg小球。求在下述两种情况下，经过最高点时小球对杆作用力大小和方向(g取10m/s,2,)：,(1)杆做匀速圆周运动转速为2.0r/s。,(2)杆做匀速圆周运动转速为0.5r/s。,第8页,【解题探究】,(1)在最高点，球向心力由谁提供？,提醒：,在最高点时，杆对球弹力和球重力协力充当向心力。,(2)杆对球施加力一定是拉力吗？,提醒：,杆对球可能提供支持力，也可能提供拉力，由球加速度决定。,第9页,3.(多项选择)一轻杆一端固定质量为m小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R圆周运动，如图所表示，则以下说法错误是(),A.小球过最高点时，杆所受到弹力能够等于零,B.小球过最高点最小速度是零,C.小球过最高点时，杆对球作用力一定随速度增大而增大,D.小球过最高点时，杆对球作用力一定随速度增大而减小,第10页,【解析】,选C、D。小球过最高点时，若v=，杆所受弹力等于,零，选项A正确。此题属于轻杆模型，小球过最高点最小速度是,零，选项B正确。小球过最高点时，若v ，杆对球有向下拉,力，且该力随速度增大而增大，选项C、D错误。,第11页,【赔偿训练】,某公园里过山车驶过轨道最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅压力等于本身重力，则过山车在最高点时速度大小为(),第12页,【解析】,选C。由题意知F+mg=2mg=故速度大小v=,C正确。,第13页,【规律方法】,竖直平面内圆周运动分析方法,(1)明确运动模型，是轻绳模型还是轻杆模型。,(2)明确物体临界状态，即在最高点时物体含有最小速度时受力特点。,(3)分析物体在最高点及最低点受力情况，依据牛顿第二定律列式求解。,第14页,