(精品课件)竖直平面内的圆周运动

1、1会在具体问题中分析向心力的来源；2进一步运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和课标解读竖直平面内的圆周运动黄石长江大桥1、汽车过拱形桥mgFNv【规律】1汽车过最高点时，其所受合力指向圆心，对拱形桥的压力小于重力，处于失重状态；2当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小当 时，压力FN为零处于完全失重状态该速度是汽车保持在凸形路面顶端运动的最大速度（临界速度），若超过这个速度，这时汽车将“飞”过凸形路面一、汽车过桥问题泸定桥vFNmg压力大于重力，处于超重状态思考：当汽车通过桥底的速度逐渐增大时，汽车对桥底的压力大小如何变化？当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越大2、汽车过疏凹形桥用模拟实

2、验验证分析注意观察指针的偏转大小汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点失重超重小结：小结：洗车过桥汽车以速度v过半径R的凸形(或凹形)桥时受力如图所示，在最高点(或最低点)处，由重力和支持力的合力提供向心力1在凸形桥的最高点， mgFN mv2/R ，FNmg mv2/R ，速度越大，FN越小，当mg= mv2/R时，FN0.2在凹形桥(路面)最低点， FNmg mv2/R ，FNmg mv2/R ，速度越大，FN越大保证安全需要满足：故有：二、过山车（竖直轨道）杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m0.5 kg，绳长l=60 cm，求：（1）最

3、高点水不流出的最小速率.（2）水在最高点速率v3 m/s时，水对桶底的压力OmgFN故有：（1）（2）三、水流星vo轻绳ov离心轨道AABB（1） 临界条件：小球在最高点时绳子的拉力（或轨道的弹力）刚好等于零，小球的重力充当圆周运动所需的向心力（2）能通过最高点的条件：不能通过最高点的条件： ，实际上小球在到达最高点之前就以斜抛轨迹脱离了圆轨道如例题中的杂技节目“水流星”就属于没有支撑物的情形绳模型规律方法技巧用长为L的轻杆固定一质量为m的小球，在竖直平面内作变速圆周运动（1）小球过最高点时的最小速度v（2）若在最高点杆对小球的作用力大小为零，求小球的速度为v0 （3）若在最高点小球的速度为v

4、1=2v0 ，求杆对小球的作用力的大小和方向（4）若在最高点小球的速度为v2=v0/2，求杆对小球的作用力的大小和方向方向竖直向下方向竖直向上四、杆、管道（双向约束） （1） 临界条件：由于硬杆或管壁的支撑作用，小球能到达最高点的临界速度v=0，轻杆或轨道对小球的支持力等于重力（2）当 时，杆对小球支持力 ，支持力随速度的增大而减小，其取值范围是0mg；当 时，杆对小球施加的是拉力，且拉力 ，速度越大，拉力越大ov圆形管道ABvo轻杆AB临界问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动知识，列方程求解杆模型规律方法技巧小试身手：如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，