沪科版 必修2 2.3、圆周运动的案例分析课件：19张PPT

(共19张PPT)
2.3圆周运动的案例分析（一）
——
竖直面内的变速圆周运动
2、向心力、向心加速度的求解公式有哪几个？
复习回顾：
1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么？
合力=向心力
3、匀速圆周运动的物体受到向心力的作用，
如何理解向心力？
学习目标：
1.会用向心力知识分析竖直面内的圆周运动。
2.应用牛顿第二定律和向心力公式分析实际问题。
绳物模型
o
mg
F1
mg
F2
思考：过最高点的最小速度是多大?
v1
v2
课题引入
如果你坐过过山车,在最高点和最低点有
何感受？请交流一下你的感受。
(1)物体在竖直面内做圆周运动时，一定对轨道有压力吗？
(2)物体在竖直面内做圆周运动时，最
高点的速度可以为零吗？
(3)物体在竖直面内做圆周运动时，“速度”与“物体和轨道的压力”间有
什么关系？
思考：
案例1
游乐场中的圆周运动：过山车
O
mg
FN
在最高点
例1、用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,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为零
C、小球刚好过最高点是的速度是
D、小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
o
(
AC
)
v
r
r
v
T
G
G
N
N′
G
在最高点
在最高点
案例2
水流星的圆周运动
例2、杂技演员在做“水流星”表
演时，用一根细绳系着盛水的杯子，
抡起绳子，让杯子在竖直平面内做圆
周运动。如图所示，杯内水的质量m＝
0.5
kg，绳子总长l＝120
cm。求：
(1)在最高点水不流出的最小速率。
(2)水在最高点速率v＝3
m/s时，水对杯底的压力大小。
【思路点拨】
解答本题应把握以下两点：
(1)水在最高点不流出的受力条件。
(2)水和杯子做圆周运动的向心力来源。
【规范解答】
(1)在最高点水不流出的条件是重力不大于水做
圆周运动所需要的向心力，即
则所求最
小速率v0＝
(2)当水在最高点的速率大于v0时，只靠重力提供向心力已不足，此时杯子底对水有向下的力，设为N，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律知，水对杯子的作用力N′＝N＝2.6
N方向竖直向上。
答案:(1)2.42
m/s
(2)2.6
N
小结：没有支撑的物体
(例：细绳拴小球，圆滑轨道上滑动的小球，水流星)
1、临界条件：
绳子或轨道对小球没有力的作用：(即：T=0)
有
所以：
2、能通过最高点的条件：
3、不能通过最高点的条件：
实际上小球还不到最高点时就脱离了轨道。
mg
O
绳
mg
O
轨道
【总结提升】
三步分析竖直平面内的圆周运动
(1)确定圆周运动的类型：绳模型还是杆模型。
(2)确定物体过最高点的临界条件。
(3)分析物体受力情况，根据牛顿第二定律及向心力的公式列式求解。
null
处理匀速圆周运动问题的一般步骤：
（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径
（2）进行受力分析，画出受力分析图
（3）求出在半径方向的合力，即向心力
（4）用牛顿第二定律
结合匀速圆周运的特点列方程求解。
课堂小结
作业布置
课本
24页
3、4题
谢谢大家！