拓展資料2：豎直平面圓周運動的應(yīng)用（高中物理教學(xué)課件）完整版6

拓展資料2：豎直平面圓周運動的應(yīng)用圖片區(qū)模擬過山車一.繩模型&外軌的約束一.繩模型&外軌的約束例1.繩系著裝有水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,水的質(zhì)量m=0.5kg,繩長L=60cm,求:(g=10m/s2)

(1)在最高點水不流出的最小速率？

(2)水在最高點速率v=3m/s時，水對桶底的壓力？一.繩模型&外軌的約束例2.雜技演員表演“水流星”，在長為1.6m的細(xì)繩的一端，系一個與水的總質(zhì)量為m＝0.5kg的大小不計的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，若“水流星”通過最高點時的速率為4m/s，則下列說法正確的是(g取10m/s2)()A.“水流星”通過最高點時，有水從容器中流出B.“水流星”通過最高點時，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零C.“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用D.“水流星”通過最高點時，繩子的拉力大小為5NB一.繩模型&外軌的約束趣味水流星節(jié)目一.繩模型&外軌的約束例3.(多選)如圖所示，一個小球沿豎直固定的光滑圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運動，圓形軌道的半徑為R，小球可看作質(zhì)點，則關(guān)于小球的運動情況，下列說法正確的是（

）A.小球的線速度方向時刻在變化，但總在圓周切線方向上B.小球通過最高點的速度可以等于0C.小球線速度的大小可以小于

D.小球線速度的大小總大于或等于

AD一.繩模型&外軌的約束例4.

如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運動.圓環(huán)半徑為R，小球半徑不計，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時剛好不掉下來，則其通過最高點時下列表述錯誤的是：()A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB.重力mg充當(dāng)小球做圓周運動所需的向心力C.小球的線速度大小等于D.小球的向心加速度大小等于gA一.繩模型&外軌的約束摩托車表演二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束例5.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖所示，則下列說法正確的是：（）A.小球過最高點時，桿所受到的彈力可以等于零B.小球過最高點的最小速度是C.小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大D.小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而減小A二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束例6.如圖，長為0.5m的輕桿OA繞O點在豎直面內(nèi)做圓周運動，A端連著一個質(zhì)量m＝2kg的小球(半徑不計).求在下述的兩種情況下，通過最高點時小球?qū)U的作用力的大小和方向(g取10m/s2，取π2＝10)：(1)桿做勻速圓周運動的轉(zhuǎn)速為2r/s；(2)桿做勻速圓周運動的轉(zhuǎn)速為0.5r/s.答案：(1)140N，向上(2)10N，向下二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束例7.如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球球半徑為r，則下列說法中正確的是（）A.小球通過最高點時的最小速度B.小球通過最高點時的最小速度C.小球在水平線ab以下的管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D.小球在水平線ab以上的管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力BC二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束例8.如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，管道半徑為R=1m，小球質(zhì)量m=1kg，可看成質(zhì)點,當(dāng)小球到達(dá)最高點時速度為v(g取10m/s2)求：(1)當(dāng)v1=2m/s時，哪個軌道與小球之間有力的作用，其大小是多少？(2)當(dāng)v2=4m/s時，哪個軌道與小球之間有力的作用，其大小是多少？答案：(1)6N向上，(2)6N向下二.桿模型&內(nèi)、外軌的約束三.汽車過橋&內(nèi)軌或者外軌的約束例9.如圖，小球質(zhì)量為m，圓柱體半徑為R，小球運動到半圓柱體正上方時速度為v，求：

（1）若，球?qū)A柱體壓力是多少？

（2）若，球運動到何處？三.汽車過橋&內(nèi)軌或者外軌的約束例10.如圖，小球運動至A處時對地面壓力為重力的一半，則小球以同樣的速率運動至B處時對地面的壓力為重力的多少倍？（已知RA=RB）拓展、如圖，一汽車在凹凸不平的路面上以恒定的速率行駛時，在經(jīng)過A、B、C、D四處是哪兒最容易爆胎？答：1.5倍答：D處例11.如圖，支架質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)軸O處用長為l的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為m的小球，則：

（1）把細(xì)線拉至水平位置釋放小球，小球運動到最低點時速度為地面對支架的支持力為多大？

（2）若小球擺到最高點時支架對地面恰好無壓力，則小球在最高點的速度為多大？答：（1）Mg+3mg；(2)例12.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)以某一初速度從A點水平拋出,恰好從圓管BCD的B點沿切線方向進(jìn)入圓弧,經(jīng)BCD從圓管的最高點D射出,恰好又落到B點.已知圓弧的半徑為R且A