人教版必修2第五章曲线运动专题课：竖直平面内圆周运动模型课件（28张）

课件28张PPT。专题课：竖直平面内圆周运动模型1．能分析竖直面内匀速圆周运动问题．
2．能识别和分析“线—球模型”问题．
3．能识别和分析“杆—球模型”问题．教学目标【重点】
1．“线—球模型”问题．
2．“杆—球模型”问题．
【难点】
线—球模型问题．重点难点本节重点研究竖直面内的匀速圆周运动和非匀速圆周运动，让学生掌握好“线—球模型”和“杆—球模型”两类基本问题，让学生能识别两类基本模型并应用对应结论分析实际问题．教学时要理论联系实际，让学生亲自动手参与做实验，同时要做好运动过程的受力分析，可以先分析“线—球模型”问题，然后再研究“杆—球模型”问题，引导学生掌握好两个模型的区别．
有了上面的基础，可以对两个模型做适当拓展，例如“线—球模型”与“光滑内侧轨道内小球运动问题”具有相同的物理本质，遵从相同的规律. 教学建议【导入一】
师：我这里有一个小球和一条细线，我们首先来做一个实验．用线的一端与小球拴接，用手捏紧细线的另一端，把小球抡起来让其在竖直面内做圆周运动．小球的圆周运动是匀速圆周运动吗？
生：不是，是非匀速圆周运动．
师：小球在运动过程中速度大小变化规律如何？
生：向高处运动时速度减小，向低处运动时速度增大．
……新课导入师：下面我找同学到上面来体会一下，在运动过程中细线拉力大小怎样变化？
(同学甲进行了体验，并总结规律)
生甲：向高处运动时拉力减小，向低处运动时拉力增大．
师：下面我再找一名同学重新进行这个实验，看能不能让小球通过最高点时的速度为零？
(同学乙进行了体验，并总结规律)
生乙：小球通过最高点时的速度不能为零．
师：上面实验中的现象就是我们今天主要探讨的问题．新课导入【导入二】
杂技演员在表演“水流星”节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，这是为什么呢？这节课我们就探讨其中的原理．新课导入学习互动竖直平面内的匀速圆周运动考点一图Z1－1学习互动[答案] B学习互动学习互动[答题要点] 小球做匀速圆周运动，小球在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，说明此时恰好由小球的重力提供向心力，这是解决这道题的关键，再根据最高点和最低点时受力的不同，根据向心力的公式列方程求解即可．学习互动线— 球模型问题分析考点二图Z1－2 学习互动[答案] A学习互动例3 (多选)2013年6月20日，航天员王亚平在运行的“天宫一号”内上了节物理课，做了如图Z1－3所示的演示实验，当小球在最低点时给其一初速度，小球能在竖直平面内绕定点O做匀速圆周运动．若把此装置带回地球表面，仅在重力场中，仍在最低点给小球相同初速度，则(　　)
A．小球仍能做匀速圆周运动
B．小球不可能做匀速圆周运动
C．小球可能做完整的圆周运动
D．小球一定能做完整的圆周运动图Z1－3 [答案] BC[解析] 把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同的初速度，小球在运动过程中，不可能做匀速圆周运动，选项A错误，B正确；若小球到达最高点的速度v≥，则小球可以做完整的圆周运动，若小于此速度，则不能到达最高点，故不能做完整的圆周运动，选项C正确，D错误．学习互动例4 长度为1 m的轻杆OA的A端有一质量为2 kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图Z1－4所示，小球通过最高点时的速度为3 m/s，g取10 m/s2，则此时小球将(　　)
A．受到18 N的拉力
B．受到38 N的支持力
C．受到2 N的拉力
D．受到2 N的支持力学习互动杆— 球模型问题分析考点三图Z1－4[答案] D学习互动备用习题备用习题[答案] D[解析]物块的超、失重状态与速度方向无关，而与加速度方向有关．加速度具有向下的分量时处于失重状态，加速度具有向上的分量时处于超重状态．备用习题[答案] C备用习题3．(多选)如图Z1－9所示，小球m在竖直放置的光滑的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
最小速度是
B．小球通过最高点时的最小速度为零
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[答案] BD[解析]圆环外侧、内侧都可以对小球提供弹力，故小球通过最高点时的最小速度为零．小球在水平线ab以下时，必须有指向圆心的力提供向心力，故外侧管壁对小球一定有作用力，B、D正确．备用习题备用习题[答案] BCD自我检测图Z1－5自我检测[答案] A自我检测2．(线—球模型问题分析)秋千的吊绳有些磨损，在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千(　　)
A．在下摆过程中 B．在上摆过程中
C．摆到最高点时 D．摆到最低点时[答案] D自我检测图Z1－6自我检测[答案] BC