[理学]竖直面的圆周运动临界问题和连接体问题PPT课件

.,1,专题：竖直面的圆周运动临界问题和连接体问题,.,2,1、竖直面的绳物结构,用长为L的细绳拴着质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。,试分析：（1）当小球在最低点A的速度为V1时，其绳的张力为多大？,（2）当小球在最高点B的速度为V2时，其绳的张力与速度的关系怎样？,竖直面的圆周运动临界问题问题分析,.,3,o,思考：过最高点的最小速度是多大?,(1)当F=0时，速度V为最小值,最低点：,最高点：,.,4,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,总结：,.,5,.,6,拓展：物体沿竖直内轨的圆周运动,有一个竖直放置的内壁光滑圆环，其半径为R，质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动，分析小球在最高点的速度应满足什么条件？,.,7,绳子和內轨均是没有支撑的小球能过最高点的最小速度,.,8,拓展:竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题,.,9,巩固练习,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=40cm.求（1）桶在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？(g取10m/s2),.,10,质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求（1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最高点A，当它运动到圆环的最低点B时，对圆环的压力是多少？此时小球的向心加速度是多少？,.,11,用长为L的细杆一端固定着一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。,试分析：（1）当小球在最低点A的速度为V1时，其杆所受力为多大？,（2）当小球在最高点B的速度为V2时，其杆的受力与速度的关系怎样？,2、竖直面的杆物结构,.,12,o,思考:过最高点的最小速度是多大?何时杆子表现为拉力,何时表现为支持力?,杆物结构：,.,13,拓展：物体沿竖直外轨运动,均是有支撑的小球能过最高点的最小速度v=0,物体沿竖直细管的运动,.,14,一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R(比细管的半径大得多)在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)A球的质量为m1，B球的质量为m2它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满足的关系式是什么？,物体沿竖直细管的运动,.,15,解析：首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图，如图所示。A球在圆管最低点必受向上弹力N1，此时两球对圆管的合力为零，m2必受圆管向下的弹力N2，且N1=N2。据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有：同理m2在最高点有：m2球由最高点到最低点机械能守恒由上述方程可得：,.,16,例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s,m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少?,.,17,如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?,巩固练习,.,18,.,19,.,20,.,21,.,22,.,23,.,24,变式题,.,25,.,26,连接