沪科版必修二23《圆周运动的案例分析》.ppt

回顾我们所见过的圆周运动实例 一、水平面内的圆周运动 1、平面轨道 (2)圆盘问题 2、绳模型(最高点无支撑) 例4．如图所示，质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，g取10m/s2，试求： （1）小球在最高点时的细绳的拉力T1=？ （2）小球在最低点时的细绳的拉力T2=？ 杂技节目“水流星”  表演时，用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子，演员抡起杯子在竖直面内做圆周运动，在最高点杯口朝下，但水不会流下，如图所示，这是为什么？ 3、杆模型（最高点有支撑） 如图3-9球过最高点时，轻质杆对球产生的弹力情况： ①当v＝0时，FN＝mg（N为支持力）。 ②当0＜v＜ 时， FN为支持力,N随v增大而减小，且mg＞N＞0。 ③当v＝ 时，FN＝0。图3-10 ④当v＞ 时，FN为拉力，FN随v的增大而增大。 例1. 如图所示，用细管弯成半径为r的圆弧形轨道，并放置在竖直平面内，现有一小球在细管内运动，当小球通过轨道最高点时，若小球速度____________时，会对细管上部产生压力；若小球速度____________时，会对细管下部产生压力。 * * 圆 周 运 动 实 例 归 纳 回顾： 向心力的来源 1、匀速圆周运动 物体受到的合外力提供 思考：一般的圆周运动，它的向心力又是由谁提供呢？ 2、一般的圆周运动 沿半径方向的力的合力提供 （1）汽车在水平路面上转弯 例1，汽车轮胎与地面间动摩擦因数为0.25，若水平公路转 弯处半径为30m，g=10m/S2 ，求汽车转弯时为了使车轮不 打滑所允许的最大速度是多大？ 摩托车过弯道 ω O G f f ω O N 例2. 如图所示，细绳一端系着质量M＝0.6kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊质量m＝0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2m，并知M和水平面的最大静摩擦力为2N。现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态？（g取10m/s2） 当静摩擦力达到最大且背离圆心时， 达角速度的最小值。 ω O G f f f f f f f ω O N ω O A Ｂ 总结：平直轨道的临界一般都是在达到最大静摩擦力时 一、水平面内的圆周运动 2、倾斜轨道 （1）火车转弯 G N F Ｆ１赛车过弯道 例一、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周运动小球所需的向心力。 小球受力： 竖直向下的重力 G G 垂直圆锥面的支持力 FN FN F 小球的向心力： 由重力和支持力的合力提供 一、水平面内的圆周运动 例3、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O‘ O mg FT F 小球受力： 竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T 小球的向心力： 由T和G的合力提供 解： θ L 小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律： 即： 二、竖直面内的圆周运动（最高点最低点） 1、凸凹桥 G FN h G h N 过山车模型 人与车能过最高点时，速度需要满足什么条件？ N G 物体恰好通过最高点 物体能过最高点，且 物体不能过最高点，脱离圆轨道做曲线运动 总结：物体能过最高点的条件为： 图3-16 高一物理圆周运动试卷17题 图3-9 图3-5