绳模型和杆模型讲解学习.ppt

细绳 外轨 轻杆 双轨 考点4 圆周运动的两种重要模型 （轻绳模型和轻杆模型） （一）轻绳模型 A）特点： 小球在竖直平面内做圆周运动时，物体不能被支持就，即不受竖直向上的支持力 B）能否通过最高点的临界条件 v mg T o 最高点： 临界状态：T=0 思考：小球过最高点的最小速度是多少? A B D C （1）当 时，物体恰能做完整的圆周运动 （2）当 时，物体能做完整的圆周运动 （3）当 时，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而落下来。 C) 讨论 F E G K （二）轻杆模型 A）特点： 小球在竖直平面内做圆周运动时，物体能被支持 （1）能否到达最高点的临界条件: (2)拉力还是支持力的临界条件： B）临界条件 V=0 C）讨论： 1）当 时，杆对小球施加拉力，且速度越大，拉力越大（此时杆子相当于绳子） 2）当 时，杆对球施加支持力，速度越大，支持里越小 例1．如图所示，质量为m的小球置于正方 体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。 某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的 匀速圆周运动，已知重力加速度为g，问： 要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少？ 图5－7－6 [思路点拨]　解答本题时应注意： 1小球在最高点的合力等于向心力。 2通过最高点的临界 1）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？ 解析: 由临界速度得：mg= ，当小球的速度为2v时， 则mg+Fn= 由以上两式联立解得：Fn=3 mg. A mg Fn 对轨道的压力为Fn=3 mg. 2）长L=0.5m，质量不计的杆，其下端固定在O点，上端连有质量m=2Kg的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动，当通过最高点时，求： （1）当V1=1m/s时，杆受到的力大小，是拉力还是压力？ （2）当V2=4m/s时，杆受到的力大小，是拉力还是压力？ A B