研究圆周运动的两类问题课件.ppt

研究圆周运动的要点 从“供”“需”两方面来进行研究 “供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力 “需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圆周运动 3、质量m=0.5kg的杯子里盛有1kg的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，水杯通过最高点的速度为4m/s，则此时绳子的拉力为 N，水以杯底的压力为 N． 飞行员的质量为m，当飞行员驾驶飞机在竖直平面内做速度大小为v的匀速圆周运动时，圆周半径为R．在飞机通过圆周最低点时，飞行员对座椅的压力比通过最高点时的压力大 ． 4、用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，速率为 ，求：杆在最高点时所受的力是压力还是拉力?大小是多少？ * 探究圆周运动中 的两类实际问题 问题1：绳物结构 用长为L的细绳拴着质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。 o A L V1 B V2 试分析： （1）当小球在最低点A的速度为V1时，其绳的张力为多大？ （2）当小球在最高点B的速度为V2时，其绳的张力与速度的关系怎样？ o mg F2 mg F1 思考：过最高点的最小速度是多大? v1 v2 (1)当F=0时，速度V为最小值 最低点： 最高点： 拓展：物体沿竖直内轨运动 有一个竖直放置的内壁光滑圆环，其半径为R，质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动，分析小球在最高点的速度应满足什么条件？ V mg FN A 巩固应用 例、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求 （1）桶在最高点水不流出的最小速率？ （2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2) A 2、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？ 问题2：杆物结构： 用长为L的细杆一端固定着一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。 试分析： （1）当小球在最低点A的速度为V2时，其杆所受力为多大？ （2）当小球在最高点B的速度为V1时，其杆的受力与速度的关系怎样？ F3 mg F1 mg F2 v1 v2 o 思考:过最高点的最小速度是多大?何时杆子表现为拉力,何时表现为支持力? 问题2：杆物结构： 例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s, m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少? O A 巩固应用 o L m mg FN mg FN FN mg mg FN D B C A 拓展:竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题 *