第六章专题竖直面内圆周运动的轻绳轻杆模型课件高一下学期物理人教版

专题：竖直面内圆周运动的轻绳、轻杆模型新课引入思考：摩托车为什么很安全的呢？轻绳模型定义：无支撑物（如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等）的竖直面的圆周运动，称为“轻绳模型”轻绳模型如图小球在细绳作用下在竖直面内做圆周运动

小球通过最低点时：FTmg可得：随着速度的增大，通过最低点时绳子会断掉轻绳模型思考：如果小球做圆周运动的速度整体较慢，小球能顺利通过最高点吗？如果速度过小，小球在到达最高点前就会做向心运动，脱离轨道。如果小球要顺利通过最高点，那么其速度应满足什么条件？轻绳模型思考讨论：小球通过最高点的速度条件？小球通过最高点时：mgO绳绳施力特点：只能施加指向圆心的拉力轻绳模型小球通过最高点时：

小球受向下的拉力

小球将无法做完整的圆周运动轻绳模型思考：水流星表演时，碗中是装满了水的！表演时是如何做到“滴水不漏”的呢？NGN=0时水恰好不掉出碗中的水将不会漏出通过最高点时：巩固提升如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为的圆轨道。质量为的游客随过山车一起运动，当游客以速度经过圆轨道最高点时（）A．处于超重状态 B．加速度方向竖直向下C．速度大小一定为 D．对座椅的作用力为轻杆模型定义：有支撑物（如球与杆连接、小球在弯管内运动等）的竖直面的圆周运动，称为“轻杆模型”or轻绳模型如图所示，轻杆上固定的小球使其在竖直面内作圆周运动轻杆模型mgON杆(管)施力特点：可拉、可压，可向上、可向下；最高点的动力学方程：轻绳模型1、FT=0时：2、FT>0时：①杆对球有向下的拉力①杆对球有向上的支持力轻杆模型轻绳模型思考：如果小球做圆周运动的速度为0时，小球能顺利通过最高点吗？由于杆对球可以产生支持力，故即使到达最高点时速度减为零，小球也不会往下掉。轻杆模型

ovmgFT重力和杆的拉力的合力提供向心力可见，此时杆的拉力最大。轻杆模型物理情景轻绳模型轻杆模型实例球与绳连接、水流星、沿内轨道运动的“过山车”等球与杆连接、球在光滑管道中运动等图示受力特征物体受到的弹力方向：向下或等于零物体受到的弹力方向：向下、等于零或向上过最高点条件巩固提升（多选）如图所示，某乘客在慧如公园乘坐摩天轮，设乘客到摩天轮中心的距离为，摩天轮做匀速圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．在最高点时乘客线速度必须不小于B．乘客的加速度不变C．在最低点时乘客处于超重状态D．在最低点时乘客对座椅的压力与座椅对乘客的支持力大小相等

归纳总结竖直面内圆周运动的临界问题如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，质量为M，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，质量为m，小球在管道内做圆周运动，已知M>m，下列说法正确的是（

）A．小球通过管道最低点时，管道对地面的压力为(m＋M)gB．小球通过管道最高点时，管道对地面的压力可能大于(m＋M)gC．小球通过管道最高点时，管道对地面的压力不可能为零D．小球通过管道最高点时，管道对地面压力可能为Mg临界问题如图，用一根长的细线，一端系一质量的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角。小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动。取重力加速度，结果可用根式表示，求：（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多大；（2）若细线与竖直方向的夹角为，则小球的角速度为多大。水平面内圆周运动的临界问题临界问题水平面内圆周运动的临界问题临界问题（多选）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上且木块A、B与转盘中心在同一条直线上，两木块用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止转动，角速度缓慢增大，以下说法不正确的是（）水平面内圆周运动的临界问题倾斜转盘问题如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度匀速转动，盘面上离转轴2m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，g=10m/s²，则（）A．小物体随圆盘以不同的角速度做匀速圆周运动时，越大时，