最新竖直面圆周运动(绳杆模型)87554ppt课件.ppt

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1、竖直面圆周运动最高点的临界问题一、细绳模型二、细杆模型1）对下图四副图小球在最高点和最低点进行受力分析DCABFEGK（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，物体能被支持一、细绳和内轨模型理论研究2.能过最高点的临界条件：mOrv物体不能做完整的圆周运动，即还未到达最高点就已经脱离了轨道一、细绳模型mOrv【问题探讨】小球以不同速度通过最高点时细绳对小球拉力的情况.物体恰能做完整的圆周运动物体能做完整的圆周运动【演示】水流星例1:绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”，水的质量m=0

2、.5kg,绳长L=0.4m,求：(g=10m/s2)⑴求水桶经过最高点时水不流出的最小速率？⑵水在最高点速率V=4m/s时，桶底对水的压力？O学以致用2）质量为m的小球在竖直平面内的圆轨道的内则运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度为V，当小球以2V的速度经过最高点时，对轨道的压力是多大？（N′=3mg）理论研究二、细杆模型1.能过最高点的临界条件：mOrv1）能否到达最高点的:2)拉力还是支持力的临界条件：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。vmor【问题探讨】2.小球以不同速度通过最高点时细杆对小球的作用

3、情况.FN=0重力、绳的拉力AOmBL重力、杆的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力竖直平面内的变速圆周运动AOmBLvmo例2:如图所示，细杆的一端与小球相连，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,下列两种情况下杆对球作用力的大小。(g=10m/s2)（1）过最高点时小球的速率为1.0m/s;（2）过最高点时小球的速率为4.0m/s.学以致用轻杆模型1、小球在最高点的速度由零逐减增大的过程中，下列说法正确的是（）A向心力逐减增大B杆对球的弹力逐渐增大C杆对球的弹力逐减减小D杆对

4、球的弹力先减小后增大O答案：D轻杆模型变式——圆管轨道2、小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（）A小球通过最高点时的最小速度为B小球通过最高点的最小速度为零C小球在水平线ab以下的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以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力BDabR练习:用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环(管径远小于R)竖直放置,一小球(可看作质点,直径略小于管径)质量为m=0.2kg在环内做圆周运动,求:小球通过最高点A时,下列两种情况下球对管壁的作用力。取g=10m/s2A的速率为1.0m/sA的速率为4.0m/s解：AO

5、m先求出杆的弹力为0的速率v0mg=mv02/lv02=gl=5v0=2.25m/s(1)v1=1m/sv0球应受到外壁向下的支持力N2如图所示:AOmFN2mg则mg+FN2=mv22/l得FN2=4.4N由牛顿第三定律,球对管壁的作用力分别为:(1)对内壁1.6N向下的压力;(2)对外壁4.4N向上的压力。重力、绳的拉力重力、杆的拉力或支持力竖直面圆周运动最高点的临界问题小结：AOmBrAOmBr结束语谢谢大家聆听！！！18