圆周运动中的动力学问题.ppt

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1、圆周运动中动力学问题曲线运动第3讲问题1.物体做圆周运动需要外界提供向心力，向心力是怎样的一种力？来源有哪些？向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．一:问题预设例1　如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是(　　)A．受重力和台面的支持力B．受重力、台面的支持力和向心力C．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力D．受重力、台面的支持力和静摩擦力D二:问题检测问题2.物体做匀速圆周运动和非匀速

2、圆周运动所需向心力各有什么力来提供？物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运动的条件．在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间变化，其方向也不沿半径方向指向圆心．合外力沿半径方向的分力提供向心力，使物体产生向心加速度，改变速度的方向；合外力沿轨道切线方向的分力，使物体产生切向加速度，改变速度的大小①匀速圆周运动：②变速圆周运动：│要点探究变式练习有一种杂技表演叫“飞车走壁”．由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动．图4中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的

3、是(　　)A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小D．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大D问题3.怎样分析处理圆周运动中动力学问题确定研究对象----确定轨道平面、圆心和半径---受力分析----建系---列式说明①建系应按沿指向圆心方向和切线方向②指向圆心方向的合力提供向心力解决问题的实质：使用牛顿第二定律采用正交分解法。4.竖直平面内圆周运动绳球模型和杆球模型在最高点和最低点问题及临界问题例3　如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r

4、=0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放（1）若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高？（2）若小球静止释放处离C点的高度h小于（1）中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h。（取g=10m/）线-球模型杆-球模型小球通过最高点时存在临界状态分析：①小球到达最高点时什么力提供向心力？②满足什么条件时线速度最小,最小速度v0是多少?v0是小球通过最高点的最小速度，通常叫临界速度v0.相关讨论如下：①当小球通过最高点的速度v＝v0时，小球的重力刚好提供做圆周运动

5、的向心力；②当小球通过最高点的速度v＜v0时，小球不能在竖直面内做完整的圆周运动；③当小球通过最高点的速度v＞v0时，小球能在竖直面内做完整的圆周运动，且绳子有拉力.在小球通过最高点时存在以下几种情况(其中v0＝)：①当小球通过最高点的速度v＝0时，杆对小球有向上的支持力等于重力。②当小球通过最高点的速度v＝v0时，小球的重力刚好提供做圆周运动的向心力；③当小球通过最高点的速度v＜v0时，小球通过最高点时，杆对小球有向上的支持力④当小球通过最高点的速度v＞v0时，小球通过最高点时，杆对小球有向下的拉力．例4.一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，在O点有一个能测量绳的拉力

6、大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示，已知小球在最低点A的速度vA＝6m/s，求：（1）小球做圆周运动的周期T；（2）小球的质量m；（3）轻绳的长度L；（4）小球在最高点的动能Ek．B三:问题预留1．如图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点，求：（1）推力对小球做了多少功?(用题中所给的量表示)（2）x取何值时，完成上述运动所做的功最少?最小功为多少?（3）x取何值时，完成上

7、述运动所用的力最小?最小力为多少?2．如图9－9所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的．轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点A距圆轨道最低点B的距离s．已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3/4倍．作业布置１　思考问题预留２　完成学案上”课后练习”谢谢合作