竖直平面内的圆周运动

,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,*,竖直平面内的圆周运动,一、实例分析,应用：汽车过桥问题,G,N,应用：汽车过桥问题,G,N,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，以下说法正确的选项是(),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mg,C.人在最低点时对座位的压力等于mg,D.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.如下图：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=mv,2,min,/r，式中的v,min,是小球通过最高点的最小速度，通常叫临界速度v,min,=.,(2)能通过最高点的条件：vv,min,(3)不能通过最高点条件vv,min,，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v,min,=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、如下图，细杆的一端与小球相连，可绕O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，那么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的星球外表后，为了测定该星球外表的重力加速度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，如下图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，求出该星球外表的重力加速度g。,【例题4】如下图，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，那么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,合外力突然消失,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,离心枯燥器,洗衣机的脱水筒,用离心机别离溶液中的沉淀物,把体温计的水银柱甩回玻璃泡内,制作棉花糖,离心运动的防止实例,汽车拐弯时的限速,高速旋转的电风扇、砂轮的限速,幸福来源与积极的心态！,