竖直面圆周运动(绳杆模型)课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,中,的,活,动,圆,周,运,5.7,高中物理必修二,生,1,ppt课件,中的活动圆周运5.7高中物理必修二生1ppt课件,竖直面圆周运动最高点的临界问题,一、细绳模型,二、细杆模型,2,ppt课件,竖直面圆周运动最高点的临界问题一、细绳模型2ppt课件,1,）对下图四副图小球在最高点和最低点进行受力分析,D,C,A,B,F,E,G,K,（,1,）,（,2,）,（,3,）,（,4,）,绳子模型,杆子模型,小球在竖直平面内做圆周运动时，物体不能被支持,小球在竖直平面内做圆周运动时，物体能被支持,3,ppt课件,1）对下图四副图小球在最高点和最低点进行受力分析DCABFE,一、细,绳和内轨模型,理论研究,2.,能过最高点的临界条件：,m,O,r,v,4,ppt课件,一、细绳和内轨模型理论研究2.能过最高点的临界条件：mOr,物体不能做完整的圆周运动，即还未到达最高点就已经脱离了轨道,一、细绳模型,m,O,r,v,【,问题探讨,】,小球以不同速度通过最高点时细绳对小球拉力的情况,.,物体恰能做完整的圆周运动,物体能做完整的圆周运动,5,ppt课件,物体不能做完整的圆周运动，即还未到达最高点就已经脱离了轨道,【,演示,】,水流星,6,ppt课件,【演示】水流星6ppt课件,例,1:,绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”，水的质量,m=0.5kg,绳长,L=0.4m,求：,(g=10m/s,2,),求水桶经过最高点时水不流出的最小速率？,水在最高点速率,V=4m/s,时，,桶底对水的压力？,O,学以致用,7,ppt课件,例1:绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流,2）,质量为m的小球在竖直平面内的圆轨道的内则运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度为V，当小球以2V的速度经过最高点时，对轨道的压力是多大？,（N=3mg）,8,ppt课件,2）质量为m的小球在竖直平面内的圆轨道的内则运动，经过最高点,理论研究,二、细杆模型,1.,能过最高点的临界条件：,m,O,r,v,1,）能否到达最高点的,:,2),拉力还是支持力的临界条件：,9,ppt课件,理论研究 二、细杆模型1.能过最高点的临界条件：mOrv1）,二、细杆模型,细杆对小球有,拉力,.,细杆对小球有,支持力,.,细杆对小球,无作用力,.,细杆对物体可以施加,拉力,或者施加,支持力,。,v,m,o,r,【,问题探讨,】,2.,小球以不同速度,通过最高点时细杆对小球的作用情况,.,F,N,=0,10,ppt课件,二、细杆模型细杆对小球有拉力.细杆对小球有支持力.细杆对小,重力、,绳的拉力,A,O,m,B,L,重力、杆的拉力或支持力,A,O,m,B,R,重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力,竖直平面内的变速圆周运动,A,O,m,B,L,11,ppt课件,重力、AOmBL重力、杆的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁,v,m,o,例,2:,如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过,O,点自由转动，细杆长,0.5m,，小球质量为,0.5kg,，现给小球一初速度使它做竖直面圆周运动，求:小球通过最高点时,下列两种情况下杆对球作用力的大小。(,g,=10m/s,2,),（1）过最高点时小球的速率为1.0m/s;,（2）过最高点时小球的速率为4.0m/s.,学以致用,12,ppt课件,vmo例2:如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点自由转,轻杆模型,1、小球在最高点的速度由零逐减增大的过程中，下列说法正确的是（ ）,A 向心力逐减增大,B 杆对球的弹力逐渐增大,C杆对球的弹力逐减减小,D杆对球的弹力先减小后增大,O,答案：D,13,ppt课件,轻杆模型 1、小球在最高点的速度由零逐减增大的过程中，下列,轻杆模型变式圆管轨道,2、小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）,A 小球通过最高点时的最小速度为,B 小球通过最高点的最小速度为零,C 小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力,D,小球在水平线ab以下,的管道中运动时外侧管壁对,小球一定有作用力,BD,a,b,R,14,ppt课件,轻杆模型变式圆管轨道2、小球m在竖直放置的光滑圆形管道内,练习,:,用钢管做成半径为,R,=0.5m的光滑圆环,(,管径远小于,R,),竖直放置,一小球,(,可看作质点,直径略小于管径,),质量为,m,=0.2kg在环内做圆周运动,求:小球通过最高点A时,下列两种情况下球对管壁的作用力。 取,g,=10m/s,2,A的速率为1.0m/s,A的速率为4.0m/s,15,ppt课件,练习:用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环(管径远小于R),解,：,A,O,m,先求出杆的弹力为0的速率,v,0,mg=mv,0,2,/,l,v,0,2,=gl=,5,v,0,=,2.25,m/s,(1),v,1,=1m/s,v,0,球应受到外壁向下的支持力,N,2,如图所示,:,A,O,m,F,N2,mg,则,mg+,F,N,2,=mv,2,2,/,l,得,F,N,2,=4.4 N,由牛顿第三定律,球对管壁的作用力分别为,:,(1)对内壁1.6N向下的压力,;,(2)对外壁4.4N向上的压力。,16,ppt课件,解：AOm先求出杆的弹力为0的速率v0mg=mv02/l v,重力、,绳的拉力,重力、杆的拉力,或,支持力,竖直面圆周运动最高点的临界问题,小结：,A,O,m,B,r,A,O,m,B,r,17,ppt课件,重力、重力、杆的拉力或支持力竖直面圆周运动最高点的临界问题,