專題豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)市公開課特等獎(jiǎng)市賽課微課一等獎(jiǎng)?wù)n件

豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)第1頁2．普通豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，物體所受合外力除了含有與速度垂直法向力以外，還有與速度平行切向力，那么物體速度不但方向改變，大小也會(huì)改變.對(duì)此，高考只要求處理在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)這兩個(gè)特殊位置上動(dòng)力學(xué)問題.關(guān)系式依然適用，只是不一樣位置對(duì)應(yīng)不一樣v或ω而已.第2頁1、處理相關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)問題步驟：①確定研究對(duì)象；②確定做圓運(yùn)動(dòng)物體軌道平面及圓心位置；③對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析；④在向心加速度方向和垂直于向心加速度方向上建立直角坐標(biāo)系，若需要可對(duì)物體所受力進(jìn)行適當(dāng)正交分解；⑤依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心加速度公式列方程，解方程，并討論解合理性.第3頁mgOmgON3．豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)臨界問題：因?yàn)槲矬w在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)依靠物（繩、軌道、輕桿、管道等）不一樣，所以物體在經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)臨界條件不一樣.mgON繩桿mgO軌道管道可見，物體在最高點(diǎn)最小速度決定于物體在最高點(diǎn)受最小合外力，不一樣情況下最小合外力決定了不一樣情況下最小速度.第4頁mgO繩mgO軌道第5頁例題1：繩子系著裝有水木桶，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水質(zhì)量m=0.5kg，繩子長度為l=60cm，求：A、最高點(diǎn)水不留出最小速度？B、設(shè)水在最高點(diǎn)速度為V=3m/s，求水對(duì)桶底壓力？第6頁例題2：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，用長為L細(xì)繩系住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng).(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點(diǎn)受到繩子拉力為10mg，則小球在最高點(diǎn)速度及受到繩子拉力是多少？mgO第7頁練習(xí)1：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，在半徑為R光滑軌道上，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng).(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點(diǎn)受到軌道彈力為8mg，則小球在最高點(diǎn)速度及受到軌道彈力是多少？mgO軌道第8頁O桿O管道第9頁例題3：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，用長為L輕桿固定住，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng).(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點(diǎn)受到桿子拉力為5.5mg，則小球在最高點(diǎn)速度及受到桿子力是多少？mgON第10頁練習(xí)2：如圖所表示，一質(zhì)量為m小球，放在一個(gè)內(nèi)壁光滑封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng).(1)若過小球恰好能經(jīng)過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速度分別是多少？小球受力情況分別怎樣？(2)若小球在最低點(diǎn)受到管道力為6mg，則小球在最高點(diǎn)速度及受到管道力是多少？mgONR第11頁MmO

練習(xí)3、如圖所表示，支架質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)軸O處用長為L輕繩懸掛一質(zhì)量為m小球.若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，抵達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，恰好支架對(duì)地面壓力mg.設(shè)M=3m.求：（1）小球在最高點(diǎn)時(shí)速度大小是多少？（2）改變小球速度，在確保小球仍能作圓周運(yùn)動(dòng)前提下，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面最小壓力是多少？

第12頁例題4:如圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)1/4圓周，在B點(diǎn)，軌道切線是水平.一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)從靜止開始下滑，不計(jì)滑塊與軌道間摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn)剛要抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)加速度大小為______，剛滑過B點(diǎn)時(shí)加速度大小為_____.AB第13頁練習(xí)4:如圖中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)1/4圓周，在B點(diǎn)，軌道切線是水平.一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)上方高h(yuǎn)處從靜止開始下落，不計(jì)滑塊與軌道間摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn)剛要抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)加速度大小為______，剛滑過B點(diǎn)時(shí)加速度大小為_____.ABh第14頁例題5：如圖所表示，半徑為R光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今給它一個(gè)水平初速度,則物體將（）A、沿球面下滑至M點(diǎn)B、沿球面下滑至某一點(diǎn)N，便離開球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C、馬上離開半球面做平拋運(yùn)動(dòng)D、以上說法都不正確MmORv0N第15頁MmOR練習(xí)5：如圖所表示，半徑為R光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A。今使無初速度放置在球最高點(diǎn),現(xiàn)在給其一擾動(dòng)，則物體將（）A、沿球面下滑至M點(diǎn)B、沿球面下滑至某一點(diǎn)N，便離開球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C、馬上離開半球面做平拋運(yùn)動(dòng)D、以上說法都不正確N第16頁練習(xí)1：線球模型,球質(zhì)量m，繩長L.問給小球多大Vo才能使小球在豎直面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)?試證實(shí)只要小求能做完整圓周運(yùn)動(dòng),則小球在最地點(diǎn)受到拉力與小球在最高點(diǎn)手到拉力之差為一恒定值6mg.Vo第17頁練習(xí)2：質(zhì)量為1kg物體，在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)初速度為6m/s，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)進(jìn)入光滑半圓形槽，若物體剛好能夠經(jīng)過軌道上C點(diǎn)，已知AB段動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，軌道半徑為0.4求：AB間距離。VoBAC第18頁練習(xí)3：游樂場(chǎng)過山車能夠底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻掉不下來，我們把這重情況抽象為如圖這種模型，弧形軌道下端與豎直圓軌道相連，使小球從弧形軌道上段滑下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，問小球從離地面多高處釋放，即可使小球剛好能做完整圓周運(yùn)動(dòng)？h第19頁練習(xí)4：A、B兩小球質(zhì)量均為m,由輕桿相連,O為固定軸,AO=L,BO=2L,從圖示位置釋放,當(dāng)B轉(zhuǎn)至O點(diǎn)正下方,速度為多少?對(duì)輕桿拉力為多少?ABO第20頁練習(xí)5：如圖一圓盤能夠繞一個(gè)經(jīng)過圓盤中心且垂直于盤面豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放置一木塊，質(zhì)量為1kg,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1m,問若使得木塊與圓盤不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則轉(zhuǎn)動(dòng)角速度不超出多少?第21頁，三物體與轉(zhuǎn)盤摩擦力因數(shù)相同，三物體隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速逐步增加時(shí)，以下說法正確是（）

A.物體A先滑動(dòng)B.物體B先滑動(dòng)C.物體C先滑動(dòng)D.物體B、C同時(shí)先滑動(dòng)練習(xí)6：如圖,已知物體A、B、C與轉(zhuǎn)軸距離為，質(zhì)量為第22頁練習(xí)7：物體m用線經(jīng)過光滑水平板間小孔與砝碼M相連,而且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如減小M質(zhì)量,則物體m軌道半徑R,角速度ω,線速度v應(yīng)該怎么改變?第23頁練習(xí)8：如圖,細(xì)繩異端系著質(zhì)量M=0.6kg物體,靜止在水平面上,另一端經(jīng)過光滑小孔吊著質(zhì)量m=3kg物體,M中點(diǎn)與原空距離為