竖直面内的圆周运动(公开课)

竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动 学习目标学习目标 1 能够确定物体做圆周运动的向心力的来源 2 掌握竖直平面内圆周运动的两种基本模型 轻绳模型和轻杆模型 3 能够准确分析两种模型最高点和最低点两种情况及其最高点的临界问题 课前检测课前检测 1 向心加速度的公式 a 2 向心力的公式 F 3 练习 质量为 20kg 的小孩坐在秋千板上 小孩离绳子的横梁 2 5m 在最低 点时 小孩的速度为 5m s 求秋千板对小孩的支持力 新课教学新课教学 1 轻绳模型 无支撑物 轻绳模型 无支撑物 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 1 当小球在最低点 A 的速度为 v1 时 绳的拉力为多大 2 当小球在最高点 B 的速度为 v2 时 绳的拉力为多大 思考 思考 小球恰好能过最高点的临界速度是什么 实例 水流星实例 水流星 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 练习 练习 1 如图 小球在光滑的半径为 的半圆型轨道运动 在最高点时 轨道 对球的压力大小等于 3 倍球重 求 1 球通过轨道顶端时的向心力大小 2 球通过轨道顶端时的速度大小 O V R R 2 轻杆模型 有支撑物 轻杆模型 有支撑物 如图所示 质量 m 1kg 的小球固定在长为 0 4m 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 1 最低点 最低点 若小球通过最低点的速度为 4m s 则杆对小球的作用力为多大 2 最高点 最高点 当小球在最高点的速度为多大时 杆对小球的作用力为零 当小球在最高点的速度分别为 3m s 和 1m s 时 杆对小球的作用力的大小 和方向 小球通过最高点的速度能为 0 吗 思考 思考 1 小球恰好能通过最高点的速度是多少 2 在最高点时 杆何时表现为拉力 何时表现为支持力 总结 竖直面内的圆周运动总结 竖直面内的圆周运动 轻绳模型轻杆模型 常见 类型 轻绳模型轻杆模型 过最高 点的临 界条件 讨论 分析 限时训练限时训练 1 关于向心力的说法正确的是 A 向心力是除重力 弹力以及摩擦力以外的一种新力 B 向心力不改变圆周运动物体速度的大小 C 做匀速圆周运动的物体所受的向心力是不变的 D 做圆周运动的物体所受的各力的合力一定是向心力 2 轻绳一端固定在光滑水平轴 O 上 另一端固定一质量为 m 的小球 如图所示 给小球一初速度 使其在竖直平面内做圆周运动 且刚好能通过最高点 下列 说法正确的是 A 小球到最高点时绳对小球的作用力为 0 B 小球到最高点时绳对小球的作用力为 mg C 若增大初速度 则到达最高点时绳子对小球的作用力一定增加 D 若增大初速度 则到达最高点时绳子对小球的作用力一定减小 课下作业课下作业 1 如图所示 一个人用一根长为 1m 只能承受 74N 拉力的绳子 栓着一个质 量为 1kg 的小球 在竖直面内做圆周运动 已知圆心 O 离地面高度 h 0 8m 转 动中小球在最低点时绳子恰好断了 g 10m s2 1 绳子断时小球运动的速度为多大 2 绳断后 小球落地点与抛出点间的水平距离是多少 o A L v1 2 长 L 0 5m 的轻杆 其一端连接着一个零件 A A 的质量 m 2kg 现让 A 在 竖直面内绕 O 点做匀速圆周运动