圆周运动绳球杆球模型ppt课件 (2).ppt

向心力公式 向心加速度公式 课前检测 1 课程标准 会描述匀速圆周运动 知道向心加速度 能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力 分析生活和生产中的离心现象 学习目标 知道向心力是效果力 是圆周运动物体沿半径方向的合外力 知道向心力 向心加速度的公式也适用于变速圆周运动 会在具体问题中分析向心力的来源 利用所学知识分析绳球杆球模型 2 竖直平面内的圆周运动与临界问题 3 问题1 绳球模型 长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动 试分析 1 当小球在最低点A的速度为v1时 绳的拉力与速度的关系如何 2 当小球在最高点B的速度为v2时 绳的拉力与速度的关系又如何 4 o 思考 小球过最高点的最小速度是多少 最低点 最高点 当v v0 小球刚好能够通过最高点 当v v0 小球偏离原运动轨迹 不能通过最高点 当v v0 小球能够通过最高点 5 在 水流星 表演中 杯子在竖直平面做圆周运动 在最高点时 杯口朝下 但杯中水却不会流下来 为什么 对杯中水 G FN FN 0 水恰好不流出 表演 水流星 需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于 即 实例一 水流星 6 思考 过山车为什么在最高点也不会掉下来 实例二 过山车 7 拓展 物体沿竖直内轨运动 有一竖直放置 内壁光滑圆环 其半径为r 质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动 分析小球在最高点A的速度应满足什么条件 思考 小球过最高点的最小速度是多少 当v v0 小球刚好能够通过最高点 当v v0 小球偏离原运动轨道 不能通过最高点 当v v0 小球能够通过最高点 8 要保证过山车在最高点不掉下来 此时的速度必须满足 9 问题2 杆球模型 长为L的轻杆一端固定着一质量为m的小球 使小球在竖直平面内做圆周运动 试分析 1 当小球在最低点A的速度为v2时 杆的受力与速度的关系怎样 2 当小球在最高点B的速度为v1时 杆的受力与速度的关系怎样 A B 10 o 思考 最高点的最小速度是多少 问题2 杆球模型 A B 最低点 最高点 拉力 支持力 最小速度v 0 此时mg F3 11 o 思考 在最高点时 何时杆表现为拉力 何时表现为支持力 试求其临界速度 问题2 杆球模型 A B 最高点 拉力 支持力 临界速度 当v v0 杆对球有向上的支持力 当v v0 杆对球有向下的拉力 12 拓展 物体在管型轨道内的运动 如图 有一内壁光滑 竖直放置的管型轨道 其半径为R 管内有一质量为m的小球有做圆周运动 小球的直径刚好略小于管的内径 问 1 小球运动到最高点时 速度与受力的关系如何 2 小球运动到最低点时 速度与受力的关系又是如何 13 最高点 最低点 思考 小球在最高点的最小速度可以是多少 最小速度v 0 此时mg F3 14 最高点 思考 在最高点时 什么时候外管壁对小球有压力 什么时候内管壁对小球有支持力 什么时候内外管壁都没有压力 临界速度 当v v0 内壁对球有向上的支持力 当v v0 外壁对球有向下的压力 15 课堂练习 绳系着装水的桶 在竖直平面内做圆周运动 水的质量m 0 5kg 绳长 90cm 求 1 桶在最高点水不流出的最小速率 2 水在最高点速率 6m s时水对桶底的压力 g取10m s2 16 课堂练习 如图所示 质量m 0 2kg的小球固定在长为 0 9m的轻杆的一端 杆可绕 点的水平轴在竖直平面内转动 g 10m s2 求 当小球在最高点的速度为多大时 小球对杆的作用力为零 当小球在最高点的速度分别为 m s和1 5m s时 杆对小球的作用力的大小和方向 小球在最高点的速度能否等于零 17 竖直平面内圆周运动的临界问题 18 临界问题 由于物体在竖直平面