广东省揭阳市高中物理 第五章 曲线运动 5.7 竖直面内圆周运动的临界问题课件 新人教版必修2.ppt_第1页
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文档简介

专题 竖直平面内圆周运动的 临界问题 水流星 翻滚过山车 水流星模型简化 把绳换成轻杆 轻绳类 过山车模型简化 如图所示 一质量为m的小球 用长为l细绳系住 使其在竖直面内作圆周运动 若小球恰好能通过最高点 则小球的受力情况如何 小球在最高点的速度是多少 模型一 轻绳类 解 小球恰好过最高点时仅受重力作用 由牛顿第二定律有 小球通过最高点的条件 小球在最低点受力情况呢 练习 如图所示 一质量为m的小球 在半径为r光滑轨道上 使其在竖直面内作圆周运动 若小球恰好能通过最高点 则小球的受力情况如何 小球在最高点的速度是多少 0 v0 小球通过最高点的条件 练习 绳系着装有水的水桶 在竖直面内做圆周运动 水的质量m 0 5kg 绳长l 40cm 求 g 10m s2 1 最高点水不流出的最小速率 2 水在最高点速率v 3m s时 水对桶底的压力 如图所示 一质量为m的小球 用长为l轻杆固定住 使其在竖直面内作圆周运动 若小球恰好能通过最高点 则小球的受力情况如何 小球在最高点的速度是多少 模型二 轻杆类 速度大 速度小 mg mg 小球通过最高点的条件 当f 0时 小球速度为 v 0 当v 小球受拉力 如左侧 当v 小球受支持力 如右侧 v f 当v 0时 f mg 所以有支撑力情况下小球能通过最高点的速度为v 0 v f 小球在最低点受力情况呢 练习 如图所示 一质量为m 1kg的小球 用长为l 0 4m的轻杆固定住 使其在竖直面内作圆周运动 g 10n kg 1 若小球经过最高点时速度为1m s 求小球对轻杆的作用力 2 若小球经过最高点时速度为3m s 求小球对轻杆的作用力 练习 双 如图所示 小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动 内侧壁半径为r 小球半径r 则下列说法正确的是 a 小球通过最高点时的最小速度b 小球通过最高点时的最小速度vmin 0c 小球在水平线ab以下的管道中运动时 内侧管壁对小球一定无作用力d 小球在水平线ab以上的管道中运动时 外侧管壁对小球一定有作用力 v 0 小结 小球通过最高点的条件 轻绳类 轻杆类 课后习题 1 一光滑的半径为r的半圆形轨道放在水平面上 一个质量为m的小球以以某一速度冲上轨道然后从轨道b处飞出 最后落在水平面上 已知小球落地点c距b处的距离为3r 球小球对轨道b处的压力多大 2 双 长为l的轻杆一端固定一个小球 另一端固定在光滑水平轴上 使小球在竖直平面内做圆周运动 关于小球在过最高点的速度 下列叙述中正确的是a v的极小值为b v由零逐渐增大 向心力也逐渐增大c 当由值逐渐增大时 杆对小球的弹力也逐渐增大d 当由值逐渐减小时 杆对小球的弹力也逐渐减小 o 杆 3 如图所示 在倾角为 30 的光滑斜面上 有一根长为l 0 8m的细绳 一端固定在o点 另一端系一质量为m 0 2kg的小球 沿斜面作圆周运动 试计算 重
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