小球能在竖直平面内作圆周运动.PPT

一、水平面内的圆周运动 向心、圆周、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 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 利用牛顿第二定律列等式求得结果。 [变式2]如图所示，质量分别为2m、m、m的A、B、C放在水平的圆盘上，随圆盘在水平面内做圆周运动，转动半径分别为r、r、2r，当转速逐渐增大时，问哪一个物体首先开始滑动？ 实例6: 管道与球： 如图所示，一质量为m的小球，放在一个内壁光滑的封闭管内，使其在竖直面内作圆周运动. mg O N R (1)小球做什么运动？ (2)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？ (3)小球能在竖直平面内作圆周运动，必须满足的条件是什么？ 在竖直平面上做圆周运动的物体 小结：二、有支撑的物体 （例：小球与杆相连，球在光滑封闭管中运动） 2、小球过最高点时，轻杆对小球的弹力情况： B、当 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。 C、 时，对小球的支持力方向竖直向上，大小随速 度的增大而减小，取值范围是： A、当 时，杆对小球的支持力 mg O N mg O N 杆 管道 1、临界条件：由于支撑作用，小球恰能到达最高点的临界速度V临界=0，此时弹力等于重力 [练习]:如图所示，轻杆的一端固定一质量为m的小球，并以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（ 　 ） A.小球过最高点时的起码速度为 B.小球到最高点时，杆所受的弹力可以等于零 C.小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力 方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力 D.小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力 方向相反 O ＢＣ [例题1]如图已知：A、B、C三球质量相等，A、B将绳子OC三等分. 求：OA、AB、BC三段绳所受拉力之比. 习题讲练: [练习]质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕O点匀速运动（如图所示）时，求棒的OA段及AB段对球的拉力之比? O A B [例题6]如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为θ的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大? 迁移应用 如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在离网3m的线上（图中虚线所示）正对网前跳起将球水平击出（不计空气阻力，g取10m/s2）。 ⑴设击球点在3m线正上方高度为2.5m处，试问击球 的速度在什么范围内才能使球既不触网也不越界。 ⑵若击球点在3m线的正上方的高度小于某个值，那么无论水平击球的速度多大，球不是触网就是越界。试求这个高度。 [变式1]水平放置的圆盘绕通过圆心O且垂直于盘面的轴匀速转动，在圆盘上放置A、B两个完全相同的木块如图所示。距转轴的距离rBrA，木块A、B相对圆盘静止，则（ ） A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与线速度方向相反 B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆心 C．木块A受到的摩擦力小于B受到的摩擦力 D．若圆盘转速增大，B木块将先被甩出 圆盘问题变式训练 A C B o * §5.7 生活中的圆周运动（第一课时） 高中必修2第五章 曲线运动 O mg FN Ff 提供向心力 受力分析 Ff 1.汽车转弯 思考与讨论： 2.若减少弯道处事故，怎样设计转弯处的路面? 1.赛车影片中，汽车出事故的原因是什么？ F合=f静=mv2/r V= 弯道规定的速度取决于弯道半径和倾角 F合=mgtanθ=mv2/R 赛车弯道处的路面特点 汽车赛道转弯处是外高内低（并且超车道比主车道更加倾斜） 汽车在倾斜路面上转弯靠合力提供向心力 那么火车转弯时情况会有何不同呢？画出受力示意图，并结合运动情况分析各力的关系。 F向 G N F f 在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？ G N f F 2.火车转弯 由铁轨外轨和外轮缘之间互相挤压而产生的弹力提供向心力 后果会怎样？ （1）若内外轨道一样高 F 向心力的来源： (2) 外轨略高于内轨 火车受力 垂直轨道面的支持力N 向心力来源 由G和N的合力提供 N h 竖直向下的重力 G G F h （1）如图，已知火车内外轨道高度差h, 两轨间距L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量