山东省沂水一中高一物理《竖直面内圆周运动的临界问题》课件
文档属性
| 名称 | 山东省沂水一中高一物理《竖直面内圆周运动的临界问题》课件 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 315.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-04-17 00:00:00 | ||
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文档简介
课件16张PPT。专题:竖直面内圆周运动的临界问题学科网临界问题●临界问题常指某种物理量由量变过渡到另一种物理现象的连接状态，常伴有极值问题(最大值,或最小值)出现.
●临界状态也可理解为"恰好出现"和"恰好不出现"某种现象的状态
临界问题常伴有特征字眼出现,如 “恰好”、“刚刚”等。
●临界条件解决这类问题的关键是抓住“恰好出现”或“恰好不出现”的条件
如:相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零;存在摩擦的物体产生相对滑运动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力.只在重力场中竖直面内的圆周运动是典型的非匀速圆周运动，对于物体在竖直平面内做圆周运动的问题，中学物理只研究物体通过最高点和最低点的情况，并且高考中涉及圆周运动知识点大多是临界问题，其中竖直面上线—球模型、杆—球模型圆周运动的临界问题出现的频率非常高，可以出现在选择题，甚至出现在计算题中，要求考生必须准确理解和掌握．下面是竖直面内两个常见临界模型的比较．高考动向学科网【例1】用细绳拴着质量为m的物体,在竖直面内做圆周运动,则下列说法正确的是( )A.小球过最高点时,绳子的张力可以为零B.小球过最高点时的最小速度是零C.小球做圆周运动过最高点的最小速度是D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与所受重力方向相反一.无物体支撑的小球在竖直面最高点情况RAC 【例2】如图要使小球滑到圆形轨道顶端不掉下来，小球在轨道顶端的最小速度应当是多大？已知轨道半径为R。vR练习.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，下列说法正确的是( )
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 D学科网(1)小球在最高点的临界条件：向心力只由重力提供:小结:(临界速度,最小速度)V轻绳模型
(2)小球能通过最高点的条件是:
在最高点的速度:
（当v >时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）
(3)小球不能通过最高点的条件是:
在最高点的速度:
（实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）
学科网 “绳模型”如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。 （注意：绳对小球只能产生拉力） （1）小球能过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的作用
mg = v =
（2）小球能过最高点条件：v ≥
（当v >时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）
（3）不能过最高点条件：v <
（实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）【例2】如图所示，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，则杆对球的作用力可能是( )二.有物体支撑的小球在竖直面最高点情况.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
D.a处为推力，b处为推力ABR② 当0＜v＜ ①最高点v＝0时，
③当v＝ 时，
④当v＞ ，
杆N为支持力,且N＝mgN为支持力，N随v的增大而减小
N=0
N为拉力,且N随v的增大而
增大小结轻杆模型学科网2、小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A 小球通过最高点时的最小速度为
B 小球通过最高点的最小速度为零
C 小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力
D 小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对
小球一定有作用力BD 针对训练：4、质量为0.2kg的小球固定在长为0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动。（g取10m/s2）求：
（1）当小球在最高点的速度多大时，球对杆的作用力为零？
（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力大小和方向答案：
（1）3m/s（2）6N 向上，1.5N向下 针对训练：练习: 长度为L＝0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3kg的小球，如图，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2m／s，g取10m／s2，则此时细杆OA受到（ ）
A、6.0N的拉力
B、6.0N的压力
C、24N的拉力
D、24N的压力
B知识要点知识要点
●临界状态也可理解为"恰好出现"和"恰好不出现"某种现象的状态
临界问题常伴有特征字眼出现,如 “恰好”、“刚刚”等。
●临界条件解决这类问题的关键是抓住“恰好出现”或“恰好不出现”的条件
如:相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零;存在摩擦的物体产生相对滑运动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力.只在重力场中竖直面内的圆周运动是典型的非匀速圆周运动，对于物体在竖直平面内做圆周运动的问题，中学物理只研究物体通过最高点和最低点的情况，并且高考中涉及圆周运动知识点大多是临界问题，其中竖直面上线—球模型、杆—球模型圆周运动的临界问题出现的频率非常高，可以出现在选择题，甚至出现在计算题中，要求考生必须准确理解和掌握．下面是竖直面内两个常见临界模型的比较．高考动向学科网【例1】用细绳拴着质量为m的物体,在竖直面内做圆周运动,则下列说法正确的是( )A.小球过最高点时,绳子的张力可以为零B.小球过最高点时的最小速度是零C.小球做圆周运动过最高点的最小速度是D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与所受重力方向相反一.无物体支撑的小球在竖直面最高点情况RAC 【例2】如图要使小球滑到圆形轨道顶端不掉下来，小球在轨道顶端的最小速度应当是多大？已知轨道半径为R。vR练习.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，下列说法正确的是( )
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 D学科网(1)小球在最高点的临界条件：向心力只由重力提供:小结:(临界速度,最小速度)V轻绳模型
(2)小球能通过最高点的条件是:
在最高点的速度:
（当v >时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）
(3)小球不能通过最高点的条件是:
在最高点的速度:
（实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）
学科网 “绳模型”如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。 （注意：绳对小球只能产生拉力） （1）小球能过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的作用
mg = v =
（2）小球能过最高点条件：v ≥
（当v >时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）
（3）不能过最高点条件：v <
（实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）【例2】如图所示，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，则杆对球的作用力可能是( )二.有物体支撑的小球在竖直面最高点情况.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
D.a处为推力，b处为推力ABR② 当0＜v＜ ①最高点v＝0时，
③当v＝ 时，
④当v＞ ，
杆N为支持力,且N＝mgN为支持力，N随v的增大而减小
N=0
N为拉力,且N随v的增大而
增大小结轻杆模型学科网2、小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A 小球通过最高点时的最小速度为
B 小球通过最高点的最小速度为零
C 小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力
D 小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对
小球一定有作用力BD 针对训练：4、质量为0.2kg的小球固定在长为0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动。（g取10m/s2）求：
（1）当小球在最高点的速度多大时，球对杆的作用力为零？
（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力大小和方向答案：
（1）3m/s（2）6N 向上，1.5N向下 针对训练：练习: 长度为L＝0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3kg的小球，如图，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2m／s，g取10m／s2，则此时细杆OA受到（ ）
A、6.0N的拉力
B、6.0N的压力
C、24N的拉力
D、24N的压力
B知识要点知识要点