竖直平面内的圆周运动课件

1、竖直平面内的圆周运动一、实例分析应用：汽车过桥问题GN应用：汽车过桥问题GN一、实例分析3、汽车以同一速率行驶，在何处容易爆胎？一、实例分析2.乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是( )A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B.人在最高点时对座仍可能产生压力，但压力一定小于mgC.人在最低点时对座位的压力等于mgD.人在最低点时对座位的压力大于mg二、临界问题讨论（一）变速圆周运动的特点由于变速圆周运动的合力一般不指向圆心，所以变速圆周运动所受的合外力产生两个效果.1.半径方向的分力：产生向心加速度而改变速度方向.2.切

2、线方向的分力：产生切线方向加速度而改变速度大小.（二）竖直平面内的圆周运动问题的分析竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动，高考中经常有这种模型，时常与能量及动量相结合中学物理中只研究物体在最高点与最低点的两种情况.主要有以下两种类型：1.如图所示：无支撑物的小球在竖直平面内最高点情况.二、临界问题讨论1.无支撑物的小球在竖直平面内最高点情况(1)临界条件：小球达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于0，小球在最高点的向心力全部由重力来提供，这时有mg=mv2min/r，式中的vmin是小球通过最高点的最小速度，通常叫临界速度vmin= .(2)能通过最高点的条件：vvmin(3)不能通

3、过最高点条件vvmin，注意的是这是假设到最高点而做出一个v，其实球没到最高点就脱离了轨道或是沿原轨道返回或是做斜抛运动了.2.有物体支撑的小球在竖地面最高点情况.(1)临界条件：由于硬杆和管壁的支撑作用，小球恰好能到最高点的临界速度vmin=0.有支撑物的小球在竖直平面内最高点受弹力情况当v=0时，轻杆对小球有竖直向上的支持力N，其大小等于小球的重力，即N=mg；当0v 时，杆对小球的支持力的方向竖直向上，大小随速度增大而减小，其取值范围是:0Nmg；当v= 时，N=0；当v 时，杆对小球有指向圆心的拉力，其大小随速度的增大而增大. 三、典型例题例题1、如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕O

4、点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是( )A.a处为拉力，b处为拉力B.a处为拉力，b处为推力C.a处为推力，b处为拉力C.a处为推力，b处为推力三、典型例题例题2、轻绳长0.5m，绳的一端固定着质量为2kg的小球。小球在竖直平面内作圆周运动，小球运动到最低点时，小球对绳的作用力为36N，求（1）小球过最高点时的速度大小。g取10m/s2 （2）在最高点时绳子的弹力为多少？例题3、一宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球表面的重力加速度g，做如下实验，取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的

5、砝码，另一端连接在一固定的测力计上，手握细直管抡动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周运动，停止抡动细直管，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动，如图所示此时观察测力计得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为F。试根据题中所提供的条件和测量结果，求出该星球表面的重力加速度g。【例题4】如图所示，一摆长为L的摆，摆球质量为m，带电量为q，如果在悬点A放一正电荷q，要使摆球能在竖直平面内做完整的圆周运动，则摆球在最低点的速度最小值应为多少？四离心运动：（1）离心现象条件分析合外力忽然消失合外力小于所需的向心力离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象。离心现象的本质是物体惯性的表现离心运动的应用和防止离心运动的应用实例离心干燥器洗衣