主講老師：陳慶威第六章：專題豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)高中物理必修第二冊(cè)課件目錄CONTENT高中物理必修第二冊(cè)課件繩（軌）球模型桿（管）球模型問題與思考01.高中物理必修第二冊(cè)課件摩托車為什么很安全的呢？兩類模型02.高中物理必修第二冊(cè)課件

物體在豎直面內(nèi)做的圓周運(yùn)動(dòng)是一種典型的變速曲線運(yùn)動(dòng)，該類運(yùn)動(dòng)常常會(huì)涉及臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，常見模型有兩種：輕繩小球模型和輕桿小球模型。O繩O桿繩球模型第一部分模型及特點(diǎn)01.高中物理必修第二冊(cè)課件mgO繩mgO軌道質(zhì)點(diǎn)在細(xì)繩作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

質(zhì)點(diǎn)沿豎直光滑軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)繩(內(nèi)軌道)施力特點(diǎn)：只能施加指向圓心的拉力(或壓力)．最高點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)方程：最高點(diǎn)分析02.高中物理必修第二冊(cè)課件mgO軌道最低點(diǎn)受力分析03.高中物理必修第二冊(cè)課件最低點(diǎn)受力分析：重力和拉力共同提供向心力可見，此時(shí)繩的拉力最大，若小球通過最低點(diǎn)的速度過大細(xì)線可能被拉斷。vomgFT實(shí)例分析——水流星04.高中物理必修第二冊(cè)課件mgFN

時(shí)FＮ＝０

時(shí)FＮ>０時(shí)FＮ<０vv2mgFN最高點(diǎn)：最低點(diǎn)：注：桶不能對(duì)水提供向上的力，水將會(huì)灑出杯子。高中物理必修第二冊(cè)課件D．

例題1例題精選05.

如圖所示，長度為L=0.4m的輕繩，系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的質(zhì)量為m=0.5kg，小球半徑不計(jì)，g取10m/s2，求：(1)小球剛好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s時(shí)，繩的拉力大小；高中物理必修第二冊(cè)課件D．

解析例題解析06.

高中物理必修第二冊(cè)課件D．

例題2例題精選07.

如圖，馬戲團(tuán)正在上演飛車節(jié)目，在豎直平面內(nèi)有半徑為R＝4m的圓軌道，表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。人和摩托車的總質(zhì)量為m＝200kg，人和摩托車可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）表演者恰能通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小v1；（2）表演者通過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為N2=9200N，求此時(shí)表演者的速度大小v2。高中物理必修第二冊(cè)課件D．

解析例題解析08.

桿球模型第二部分模型及特點(diǎn)01.高中物理必修第二冊(cè)課件mgONmgON桿管道小球放在一個(gè)內(nèi)壁光滑的封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)輕桿上固定的小球使其在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)桿(管)施力特點(diǎn)：可拉、可壓，可向上、可向下；最高點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)方程：最高點(diǎn)的臨界速度02.高中物理必修第二冊(cè)課件FNmgo如圖，由于桿和管在最高處能對(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力，故小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)的最小速度v＝0，此時(shí)小球受到的支持力FN＝mg.rFNmg最高點(diǎn)的受力情況03.高中物理必修第二冊(cè)課件小球通過最高點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小球的彈力情況：1.v＞

，桿或管的外側(cè)對(duì)球產(chǎn)生向下的彈力，F(xiàn)隨v增大而增大．2.v＝

，球在最高點(diǎn)只受重力，不受桿或管的作用力，F(xiàn)＝＜v＜

，桿或管的內(nèi)側(cè)對(duì)球產(chǎn)生向上的彈力，F(xiàn)隨v的增大而減小．OO桿管道高中物理必修第二冊(cè)課件mgorFNmgvmgFT重力和桿的拉力(或環(huán)的支持力）的合力提供向心力可見，此時(shí)桿的拉力(或環(huán)的支持力）最大。最低點(diǎn)的受力情況04.模型對(duì)比05.高中物理必修第二冊(cè)課件物理情景最高點(diǎn)無支撐最高點(diǎn)有支撐實(shí)例球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)的“過山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)等圖示受力特征物體受到的彈力方向：向下或等于零物體受到的彈力方向：向下、等于零或向上最短位移渡河06.高中物理必修第二冊(cè)課件模型解題思路07.高中物理必修第二冊(cè)課件高中物理必修第二冊(cè)課件D．

例題3例題精選08.

【參考答案：BD】（多選）如圖，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，重力加速度為g。下列說法正確的是A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度C．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力D．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力高中物理必修第二冊(cè)課件D．

例題4例題精選09.

如圖甲所示，長L=1m的輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上，另一端固定一質(zhì)量m=0.5kg的小球，小球隨輕桿繞轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做線速度v=2m/s的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。（1）小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，求輕桿對(duì)小球的作用力F1；（2）小球運(yùn)動(dòng)到水平位置A時(shí)，求輕桿對(duì)小球的作用力大小F2；（