圆周运动——绳球杆球模型-河南省灵宝市第三高级中学人教版高中物理必修二课件(共18张PPT)

文档属性

名称 圆周运动——绳球杆球模型-河南省灵宝市第三高级中学人教版高中物理必修二课件(共18张PPT)
格式 zip
文件大小 387.5KB
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 2020-06-03 08:26:45

图片预览

文档简介

(共18张PPT)
向心力公式:
向心加速度公式:
课前检测:
1
竖直平面内的
圆周运动与临界问题
2
ppt课件
问题1:绳球模型
长为L的细绳拴着质量为m
的小球在竖直平面内做圆周运动。
o
A
L
v1
B
v2
试分析:
(1)当小球在最低点A
的速度为v1时,绳的拉力与速度的关系如何?
(2)当小球在最高点B
的速度为v2
时,绳的拉力与速度的关系又如何?
3
ppt课件
v1
o
mg
T1
思考:小球过最高点的最小速度是多少?
最低点:
最高点:
v2
当v=v0,小球刚好能够通过最高点;
当v当v>v0,小球能够通过最高点。
mg
T2
4
ppt课件
在“水流星”表演中,杯子在竖直平面做圆周运动,在最高点时,杯口朝下,但杯中水却不会流下来,为什么?
对杯中水:
G
FN
FN
=
0
水恰好不流出
表演“水流星”
,需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于
即:
实例一:水流星
5
ppt课件
思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来?
实例二:过山车
6
ppt课件
拓展:物体沿竖直单轨运动
有一竖直放置、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A的速度应满足什么条件?
A
思考:小球过最高点的最小速度是多少?
当v=v0,小球刚好能够通过最高点;
当v当v>v0,小球能够通过最高点。
mg
FN
7
ppt课件
要保证过山车在最高点不掉下来,此时的速度必须满足:
8
ppt课件
问题2:杆球模型:
长为L的轻杆一端固定着一质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动。
试分析:
(1)当小球在最低点A的速度为v2时,杆的受力与速度的关系怎样?
(2)当小球在最高点B的速度为v1时,杆的受力与速度的关系怎样?
A
B
9
ppt课件
v1
o
思考:最高点的最小速度是多少?
问题2:杆球模型:
A
B
最低点:
最高点:
拉力
支持力
最小速度v=0,此时mg=F3
v2
mg
F2
F3
mg
F1
10
ppt课件
F3
mg
F2
v2
v1
o
思考:在最高点时,何时杆表现为拉力?何时表现为支持力?试求其临界速度。
问题2:杆球模型:
A
B
最高点:
拉力
支持力
临界速度:
当v当v>v0,杆对球有向下的拉力。
mg
F1
11
ppt课件
拓展:物体在管型轨道内的运动
如图,有一内壁光滑、竖直放置的管型轨道,其半径为R,管内有一质量为m的小球有做圆周运动,小球的直径刚好略小于管的内径。问:
(1)小球运动到最高点时,速度与受力的关系如何?
(2)小球运动到最低点时,速度与受力的关系又是如何?
12
ppt课件
G
V2
G
F1
V1
F2
F3
最高点:
;
最低点:
思考:小球在最高点的最小速度可以是多少?
最小速度v=0,此时mg=F3
13
ppt课件
最高点:
;
思考:在最高点时,什么时候外管壁对小球有压力,什么时候内管壁对小球有支持力?什么时候内外管壁都没有压力?
临界速度:
当v当v>v0,外壁对球有向下的压力。
G
V2
G
F1
V1
F2
F3
14
ppt课件
课堂练习: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=90cm.求
(1)桶在最高点水不流出的最小速率?
(2)水在最高点速率=6m/s时水对桶底的压力?(g取10m/s2)
15
ppt课件
课堂练习:如图所示,质量m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆的一端,杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动,g=10m/s2,求:
(1)当小球在最高点的速度为多大时,小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,杆对小球的作用力的大小和方向
(3)小球在最高点的速度能否等于零?
16
ppt课件
竖直平面内圆周运动的临界问题
物理情景
图示
在最高点的临界特点
做圆周运动条件
细绳拉着小球在竖直平面内运动
T=0
在最高点时速度应不小于
小球在竖直放置的光滑圆环内侧运动
N=0
在最高点时速度应不小于
小球固定在轻杆上在竖直面内运动
V>0
F向>0
F向=FT+mg
或F向=mg-Fn
在最高点速度应大于0
小球在竖直放置的光滑管中运动
V>0
F向>0
F向=FT+mg
或F向=mg-Fn
在最高点速度应大于0
17
ppt课件
mg
O
mg
O
N
临界问题:由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物(绳、轨道、轻杆、管道等)不同,所以物体恰好能通过最高点的临界条件也不同。
mg
O
N


mg
O
轨道
管道
物体在最高点的最小速度取决于该点所受的最小合外力。
18
ppt课件