竖直面圆周运动绳杆模型公开课获奖课件.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,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,中,活,动,圆,周,运,5.7,高中物理必修二,生,第1页,竖直面圆周运动最高点临界问题,一、细绳模型,二、细杆模型,第2页,1）对下图四副图小球在最高点和最低点进行受力分析,D,C,A,B,F,E,G,K,（1）,（2）,（3）,（4）,绳子模型,杆子模型,小球在竖直平面内做圆周运动时，物体不能被支持,小球在竖直平面内做圆周运动时，物体能被支持,第3页,一、细,绳和内轨模型,理论研究,2.,能过最高点临界条件：,m,O,r,v,第4页,物体不能做完整圆周运动，即尚未抵达最高点就已经脱离了轨道,一、细绳模型,m,O,r,v,【问题探讨】,小球以不一样样速度通过最高点时细绳对小球拉力状况.,物体恰能做完整圆周运动,物体能做完整圆周运动,第5页,【演示】,水流星,第6页,例1:绳系着装有水水桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”，水质量m=0.5kg,绳长L=0.4m,求：(g=10m/s2),求水桶通过最高点时水不流出最小速率？,水在最高点速率V=4m/s时，,桶底对水压力？,O,学以致用,第7页,2）质量为m小球在竖直平面内圆轨道内则运动，通过最高点而不脱离轨道临界速度为V，当小球以2V速度通过最高点时，对轨道压力是多大？,（,N=3mg,）,第8页,理论研究,二、细杆模型,1.,能过最高点临界条件：,m,O,r,v,1）能否抵达最高点:,2)拉力还是支持力临界条件：,第9页,二、细杆模型,细杆对小球有,拉力,.,细杆对小球有,支持力,.,细杆对小球,无作用力,.,细杆对物体可以施加拉力或者施加支持力。,v,m,o,r,【问题探讨】,2.小球以不一样样速度通过最高点时细杆对小球作用状况.,F,N,=0,第10页,绳,杆,圆管,模型图,m受力情况,最高点A速度,重力、,绳拉力,A,O,m,B,L,重力、杆拉力或支持力,A,O,m,B,R,重力、外管壁支持力或内管壁支持力,竖直平面内变速圆周运动,A,O,m,B,L,第11页,v,m,o,例2:如图所示，细杆一端与小球相连，可绕过O点自由转动，细杆长0.5m，小球质量为0.5kg，现给小球一初速度使它做竖直面圆周运动，求:小球通过最高点时,如下两种状况下杆对球作用力大小。(g=10m/s2),（1）过最高点时小球速率为1.0m/s;,（2）过最高点时小球速率为4.0m/s.,学以致用,第12页,轻杆模型,1、小球在最高点速度由零逐减增大过程中，如下说法对旳是（）,A 向心力逐减增大,B 杆对球弹力逐渐增大,C杆对球弹力逐减减小,D杆对球弹力先减小后增大,O,答案：D,第13页,轻杆模型变式圆管轨道,2、小球m在竖直放置光滑圆形管道内做圆周运动，如下说法对旳是（）,A 小球通过最高点时最小速度为,B 小球通过最高点最小速度为零,C 小球在水平线ab如下管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力,D 小球在水平线ab如下,管道中运动时外侧管壁对,小球一定有作用力,BD,a,b,R,第14页,练习:用钢管做成半径为R=0.5m光滑圆环(管径远不不小于R)竖直放置,一小球(可看作质点,直径略不不小于管径)质量为m=0.2kg在环内做圆周运动,求:小球通过最高点A时,如下两种状况下球对管壁作用力。取g=10m/s2,A速率为1.0m/s,A速率为4.0m/s,第15页,解,：,A,O,m,先求出杆弹力为,0,速率,v,0,mg=mv,0,2,/,l,v,0,2,=gl=,5,v,0,=,2.25,m/s,(1),v,1,=1m/s v0 球应受到外壁向下支持力N2,如图所示:,A,O,m,F,N2,mg,则,mg+,F,N,2,=mv,2,2,/,l,得,F,N,2,=4.4 N,由牛顿第三定律,球对管壁作用力分别为:,(1),对内壁,1.6N,向下压力;,(2),对外壁,4.4N,向上压力,。,第16页,细绳,细杆,模型图,小球,受力情况,最高点,速度,重力、,绳拉力,重力、杆拉力,或,支持力,竖直面圆周运动最高点临界问题,小结：,A,O,m,B,r,A,O,m,B,r,第17页,