繩桿內(nèi)外軌及臨界等圓周運(yùn)動(dòng)模型

1、 第五課時(shí)第五課時(shí) 課時(shí)目標(biāo)課時(shí)目標(biāo)1、進(jìn)一步掌握分析具體圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中向心、進(jìn)一步掌握分析具體圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中向心力的來(lái)源力的來(lái)源2、通過(guò)練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力、通過(guò)練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力3、通過(guò)實(shí)例分析讓學(xué)生知道向心力、向心加、通過(guò)實(shí)例分析讓學(xué)生知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。4、學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)繩、桿、軌道模型繩、桿、軌道模型！一、輕繩（內(nèi)軌）模型一、輕繩（內(nèi)軌）模型3.3.輕繩模型特點(diǎn)輕繩模型特點(diǎn)輕繩只能提供拉力輕繩只能提供拉力 二、輕桿（外軌或雙側(cè)軌道）模型二、輕桿（外軌或雙側(cè)軌道）模型3.3.輕桿特點(diǎn)輕桿特點(diǎn)既可產(chǎn)生拉力又可

2、產(chǎn)生推力既可產(chǎn)生拉力又可產(chǎn)生推力 1如圖，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力可能是（ ） Aa處為拉力，b處為拉力 Ba處為拉力，b處為推力 Ca處為推力，b處為拉力 Da處為推力，b處為推力voLgR 3.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則( ) A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿所受彈力可以為零 B.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是 C.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可以與球所受重力方向相反，此時(shí)重力一定大于桿對(duì)球的作用力 D.小球過(guò)

3、最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反gRvoL圖圖23、411 變式訓(xùn)練！2長(zhǎng)L0.5 m，質(zhì)量可忽略的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連接一個(gè)零件A，A的質(zhì)量為m2 kg，它繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖23、412所示，在A通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，求下列兩種情況下桿受的力：(g取10 m/s2)(1)A的速率為1 m/s.(2)A的速率為4 m/s.圖圖23、412水流星問(wèn)題：例例1 1、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=1kgm=1kg，繩長(zhǎng)，繩長(zhǎng)=40cm.=40cm.求求（1 1）桶在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？）桶在最高點(diǎn)水

4、不流出的最小速率？（2 2）水在最高點(diǎn)速率為）水在最高點(diǎn)速率為4m/s4m/s時(shí)水對(duì)桶底的時(shí)水對(duì)桶底的壓力？壓力？(g(g取取10m/s10m/s2 2) )第六課時(shí)第六課時(shí) 課時(shí)目標(biāo)課時(shí)目標(biāo) 1、圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分析方法總結(jié)、圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分析方法總結(jié) 2、圓周運(yùn)動(dòng)中的、圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題臨界問(wèn)題 3、圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)合、圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)合 4、圓周運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用！、圓周運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用！1、如圖所示，細(xì)線一端系著質(zhì)量、如圖所示，細(xì)線一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體的物體A靜止靜止在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，另一端通過(guò)輕質(zhì)小滑輪在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，另一端通過(guò)輕質(zhì)小滑輪O吊著質(zhì)量為吊著質(zhì)量為m=0.3kg的

5、物體的物體B。A與滑輪與滑輪O的距離為的距離為0.2m,且與水平且與水平面間的面間的最大靜摩擦力為最大靜摩擦力為2N。為使為使B保持靜止?fàn)顟B(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài)，水平，水平轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 應(yīng)在什么范圍內(nèi)？應(yīng)在什么范圍內(nèi)？ 【例【例6】如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的質(zhì)量均為向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的小物體、，的小物體、，它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為rA=20cm，rB=30cm，、與盤，、與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的面間的最大靜摩擦力均為重力的0.4倍，試求：倍，試求：（1）當(dāng)細(xì)

6、線上開始出現(xiàn)張力時(shí)，圓盤的角速度）當(dāng)細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時(shí)，圓盤的角速度W0（2）當(dāng)）當(dāng)A開始滑動(dòng)時(shí)，圓盤的角速度開始滑動(dòng)時(shí)，圓盤的角速度W1（3）當(dāng)）當(dāng)A即將滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，此時(shí)即將滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，此時(shí)A、B如何運(yùn)動(dòng)？如何運(yùn)動(dòng)？圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題o oo oA A B B【典例3】 如圖23、410所示，兩輕繩的一端系一質(zhì)量為m0.1 kg的小球，兩繩的另一端分別固定于軸的A、B兩處，上面的繩長(zhǎng)l2 m，兩繩拉直時(shí)與軸的夾角分別為30和45，問(wèn)球的角速度在什么范圍內(nèi)兩繩始終有張力？(g10 m/s2)圖圖23、410規(guī)律方法總結(jié)：關(guān)于水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，規(guī)律方法總

7、結(jié)：關(guān)于水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般是一般是“臨界速度臨界速度”與與“臨界力臨界力”的問(wèn)題。即細(xì)繩是否張的問(wèn)題。即細(xì)繩是否張緊對(duì)應(yīng)拉力是否為零；物體是否脫落接觸面對(duì)應(yīng)的緊對(duì)應(yīng)拉力是否為零；物體是否脫落接觸面對(duì)應(yīng)的彈力是否為零；物體是否滑動(dòng)對(duì)應(yīng)摩擦力是否達(dá)到彈力是否為零；物體是否滑動(dòng)對(duì)應(yīng)摩擦力是否達(dá)到最大靜摩擦力。最大靜摩擦力。例：一根長(zhǎng)為例：一根長(zhǎng)為1m的繩子，當(dāng)受到的繩子，當(dāng)受到20N的拉力時(shí)即被拉的拉力時(shí)即被拉斷，若在此繩的一端拴一個(gè)質(zhì)量為斷，若在此繩的一端拴一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，使物體的物體，使物體以繩子的另一端為圓心在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體以繩子的另一端為圓心在豎直面內(nèi)做圓周

8、運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷裂。求物體運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷裂。求物體運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)的角速度和線速度各是多大。（的角速度和線速度各是多大。（g=10m/s2）1、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的邊長(zhǎng)略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑的邊長(zhǎng)略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，問(wèn)，空氣阻力不計(jì)，問(wèn):（1）要使盒子與小球在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無(wú)作用力，）要使盒子與小球在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無(wú)作用力，則該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為多少？則該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為多少？（2）若盒子以第（）若盒子以第（1）問(wèn)中的周期的）問(wèn)中的周期的1/2做圓周運(yùn)動(dòng)。則當(dāng)盒子做圓周運(yùn)動(dòng)。則當(dāng)盒子運(yùn)動(dòng)到圖示球心與運(yùn)動(dòng)到圖示球心與O點(diǎn)位于同一水平面位置時(shí)，小球?qū)凶拥哪男c(diǎn)位于同一水平面位置時(shí)，小球?qū)凶拥哪男┟嬗凶饔昧?，作用力多大？面有作用力，作用力多大？O 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 【典例典例2】 汽車與公路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為汽車與公路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，公路某轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為，公路某轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R4 m.(1)若路面