竖直圆临界问题课程设计

1、基于教学目标的基于教学目标的“问题导学问题导学”课堂设计课堂设计问题串问题串 以问导教以问导教参考文献：参考文献：竖直圆中的两种临界问题竖直圆中的两种临界问题课程定位课程定位0101高一下同步课程高一下同步课程成绩成绩6060分左右的学员分左右的学员课程目标课程目标020201 能够理解圆周运动恰好通过最高点的临界条件，并能写出恰好通过最高点满足的向心力表达式 理解不脱轨对应的两种物理情景，并能用向心力公式及找准研究过程利用动能定理解决该类型的问题02课程目标课程内容课程内容0303模型二模型一Q1:模型一中最高点小球受到的弹力方向如何？向心力公式如何表达Q2:模型二中最高点小球受到的弹力方向

2、如何？向心力公式如何表达？Q3:两种模型下在最高点小球在什么情况下会掉下来？弹力向下，弹力可以向上可以向下，向上时向下时 m g+FN=mv2R m g-FN=mv2R m g+FN=mv2R模型一当弹力为零时小球会掉下来，模型二在最高点始终不会掉下来仅有重力仅有重力速度为零速度为零2minmvmgR=minvgR=例1如图所示，两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，均可视为光滑在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA和hB，下列说法正确的是（）A适当调整hA，可使A球从轨道最高点飞出后，恰好落

3、在轨道右端口处B适当调整hB，可使B球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处C若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为 D若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为 5R2 5R2Q1:小球从最高点飞出后做什么运动？Q2:小球运动满足什么规律？Q3:要使小球恰好落在轨道端口小球运动规律应满足什么条件？Q4:要使小球A从最高点飞出在最高点小球速度应满足什么条件？Q5:要使小球B从最高点飞出在最高点小球速度应满足什么条件？BC零零动能定理动能定理minvgR=光滑轨道小球以一定的初速度冲上轨道Q1:如果小球能通过C点，小球后面会做什么运动？Q2:如果小球运动到O速度为零

4、，小球后面会做什么运动？Q3:如果小球运动到O以上但运动不到C点，小球后面会做什么运动？能通过最高点能通过最高点圆圆心等高处速度为零心等高处速度为零例2 如图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的二个圆形轨道组成，B、C分别是二个圆形轨道的最低点，BC 间距L=12.5m，第一圆形轨道半径R1=1.4m一个质量为m=1.0kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以V0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动小球与水平轨道间的动摩擦因数=0.2，圆形轨道是光滑的假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠计算结果保留小数点后一位数字试求:（1）如果小球恰能通过第一圆形轨道，AB间距L1应

5、是多少；（2）在满足（1）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第二个圆形轨道的设计中，半径R2的范围。Q1:题中模型是槽还是管？Q2:小球通过第一个轨道最高点速度要满足什么条件？Q3:从AB小球做什么运动？从B到最高点小球做什么运动？Q4:求AB间距能否用运动学公式？如果可以需要什么条件？不可以怎么求AB间距？Q5:我们怎么求AB间距？Q6:是从AB，再从B最高点分析，还是直接从A最高点分析简单？Q7:从A最高点有哪些力做功？做功正负？做了多少功？Q8:要使小球在2轨道不脱轨应满足什么条件？Q9:若小球运动到圆心等高处速度为零，对哪一过程分析？Q10:若小球恰好能运动到2轨道最高点，应满足什

6、么条件？对哪一过程分析？Q11:已经算出两个临界半径，那么R2的范围如何表示？Q12:R2有没有最大值？能通过最高点能通过最高点圆圆心等高处速度为心等高处速度为零零；动能定理动能定理速度关系速度关系2minmvmgR=课后习题课后习题0404如图所示，两个 圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，则下列说法正确的是（）A若hA=hB=2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B若hA=hB=3R/2 ，由于机械能守恒，两小球在轨道上升的最大高度为 3R/2C适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为5R/2 ，B小球最小高度为2R01如下图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动，到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆