竖直平面上的圆周运动PPT课件

-,1,学习目标,能力目标1.体会分析问题的过程2.掌握分析问题的步骤与方法3.提高探究能力课题目标1.了解圆周运动动力学特征2.学习在竖直平面上圆周运动的临界点,学习方法,分析法，归纳法，对比法，讨论法,-,2,思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来？,课题引入：过山车,你坐过过山车吗？是什么感觉的？,-,3,水流星是在一根彩绳的两端，各系一只玻璃碗，内盛色水。演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞，而碗中之水不洒点滴。,跃跃欲试,-,4,实验要求,1.设法使得水流星在竖直平面上做比较快的圆周运动（怎么做才能不让水被甩出来？）2.让甩动的速度慢慢慢下来，直到有水掉落,思考,1.当杯口向下的时候，水为什么不会掉出来？2.水掉下来和不掉下来的条件是什么？,时间：5分钟,-,5,当杯子运动到最高点时（水没有掉下来）1.如把水和杯子看作是质点，请对其进行受力分析。2.在什么情况下，绳子对杯子没有拉力？3.杯子能做圆周运动的临界条件是什么？,完成下列问题,视频,-,6,小球恰能过最高点的临界条件：在最高点，小球的速度,当拉力为零时，重力全部提供向心力这时小球的速度最小，小球恰能过最高点做完整的圆周运动,在最高点，绳的拉力T和重力G的合力提供向心力,-,7,明确：向心力和向心加速度公式同样适合于变速圆周运动,但求质点在圆周上某点的向心力和向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值。,-,8,练习：分析水流星的原理：,当水流星在最高点时（）A、水必定从水桶中流出B、水对小水桶底部的压力必定为零C、容器中的水可能处于完全失重状态D、手对绳的拉力可能为零,CD,-,9,临界问题的分析方法：,1.首先明确物理过程，正确对研究对象进行受力分析2.确定向心力，根据向心力公式列出方程3.由方程中的某个力的变化与速度变化的对应关系，从而分析找出临界值。,-,10,变一变：如果是轻杆拉小球在竖直面内做圆周运动呢？,N=mg（二力平衡）,临界条件：支持力N恰好等于重力mg,（2）当,（3）当,说明:小球通过最高点时的速度可以为零,你看出了什么,当支持力N为零时，v是多少？,F向=mg（二力平衡）,-,11,再变：如果换做是竖直光滑圆管内做圆周运动。,提示：受力分析,-,12,O,绳,O,轨道,比较,-,13,竖直平面内圆周运动的临界问题：由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物（绳、轨道、轻杆、管道等）不同，所以物体在通过最高点时临界条件不同.,绳,杆,管道,可见，物体在最高点的最小速度决定于物体在最高点受的最小合外力，不同情况下的最小合外力决定了不同情况下的最小速度.,-,14,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处为支持力、a处为支持力，b处为拉力、a处为支持力，b处为支持力,-,15,例题：质量是m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径是R，求汽车过桥最高点时受桥的摩擦力。（已知动摩擦因数是）,mgFN=mv2/R,F合=ma,FN=mgmv2/R,Ff=FN=(mg-mv2/R),如果汽车过的是“凹”形桥，其他条件不变，那么过最底点时受到的摩擦力是多大？,?思考：,-,16,快速地说出桥面受力的情况,-,17,知识要点,-,18,知识要点,-,19,9如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆形轨道运动，通过适当调整释放点的高度，总能保证小球最终通过最高点D，则小球在通过D点后（）A会落到水平面AE上B一定会再次落