竖直平面内的圆周运动ppt课件.pptVIP

1 明确对象 找出圆周平面 确定圆心和半径 2 受力分析 确定研究对象在某个位置所处的状态 进行受力分析 分析哪些力提供了向心力 画出受力分析图 3 列方程 取指向圆心方向为正方向 根据牛顿第二定律 向心力公式列方程 求出在半径方向的合力 即向心力 对于匀速圆周运动 F向就是物体所受的合外力F合 4 求解 处理圆周运动问题的一般步骤 1 解圆周运动问题的基本步骤 1 确定研究对象 2 确定作圆周运动的轨道平面 圆心位置和半径 3 受力分析 4 运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力F 5 根据向心力公式 选择一种形式列方程求解 2 专题竖直面内圆周运动分析 二 小球在竖直圆轨内侧做圆周运动 三 轻杆拉小球在竖直面内做圆周运动 四 小球在竖直光滑圆管内做圆周运动 一 绳拉小球在竖直面内做圆周运动 3 一 绳拉小球在竖直面内做圆周运动 1 最高点 提问 小球在最高点向心力由什么力提供 4 临界条件 T 0 只有重力充当向心力 即 根据牛顿定律 2 当小球不能通过最高点 说明 1 当小球能通过最高点 R 5 2 最低点 重力和拉力共同提供向心力 R 说明 如果小球通过最低点的速度过大细线可能被拉断 6 二 小球在竖直圆轨内侧做圆周运动 1 最高点 临界条件 N 0 R 2 最低点 7 三 轻杆拉小球在竖直面内做圆周运动 1 最高点 2 最低点 与轻绳拉小球过最低点一样 1 当v 0时 FN mg 二力平衡 临界条件 恰好重力完全充当向心力 2 当 3 当 说明 小球通过最高点时的速度可以为零 8 四 小球在竖直光滑圆管内做圆周运动 1 最高点 1 当v 0时 N内管 mg 二力平衡 2 临界条件 恰好重力完全充当向心力 3 当 4 当 说明 小球通过最高点时的速度可以为零 9 2 最低点 与轻绳拉小球过最低点一样 10 11 例题 如图所示 细杆的一端与一小球相连 可绕过O点的水平轴自由转动 现给小球一初速度 使它做圆周运动 圆中a b点分别表示小球轨道的最低点和最高点 则杆对的球的作用力可能是 a处为拉力 b处为拉力 a处为拉力 b处为推力 a处为推力 b处为拉力 a处为推力 b处为推力 12 例题 长度为 0 50m的轻质细杆 端有一质量为m 3 0kg 通过最高点时小球的速率为2 0m s 取g 10m s2 则此时细杆 受到 6 0N的拉力 6 0N的压力 的拉力 的压力 13 例题 质量为m的物块沿竖直平面上的圆形轨道内侧运动 经最高点而不脱离轨道的最小速度是v0 则物块以 v0的速度经过轨道最高点时对轨道的压力大小为 mg 3mg 5mg C 14 长L 0 5m 质量可忽略的杆 其下端铰接于O点上端连接着一个小球A A的质量为m 2kg 它绕O点做圆周运动 如图 在A通过最高点时 求下列两种情况下 杆受A的力 1 A的速率为1m s 2 A的速率为4m s 3 如果杆换成轻绳 求A能通过最高点的条件 15 如图 有一个半径为R的圆弧形轨道 滑块A B分别从轨道上面和下面沿轨道滑动 如果要求它们在最高点处不离开轨道 对它们在最高点的速率有什么限制 16 在竖直平面内放置的内径为r的环形光滑管 环的半径为R R r 有一质量为m的球可在管内运动 当小球恰能沿圆周运动到最高点时其速度是多大 若在最高点的速度分别为v1 v2 则管对球的作用力如何 17 如图 内壁光滑的导管弯成圆周轨道竖直放置 其质量为2m 小球质量为m 在管内滚动 当小球运动到最高点时 导管刚好要离开地面 此时小球速度多大 轨道半径为R 18 作业 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 19 一根长为L的轻质硬杆 两端各固定