1 / 5
高一物理
习题课:
竖直面内的变速圆周运动及临界状æ€?/p>
ï¼?/p>
2014-3-12
ï¼?/p>
【学习目标ã€?/p>
对竖直面内变速圆周运动能正确分析受力,明确其临界状æ€?/p>
【发展目标ã€?/p>
通过实例体会物理在生活中的应用,培养学生学习物理的兴è¶?/p>
【重、难点ã€?/p>
根据牛顿第二定律利用向心力公式解决实际问é¢?/p>
【学习过程ã€?/p>
对于物体在竖直平面内做变速圆周运动的问题,中学物理中只研究物体通过最高点和最低点çš?/p>
情况,并且经常出现临界状态,下面对这类问题进行分析:
一、没有物体支撑的小球
1
、如图所示,没有物体支撑的小球,在竖直平面内做圆周运动在最高点的情å†?/p>
ï¼?/p>
1
)球在最高点向心力是由什么力提供的?
ï¼?/p>
2
)若绳长ä¸?/p>
r
,小球质量为
m
,小球运动到最高点时的速度ä¸?/p>
v
,求绳对球的拉力ï¼?/p>
ï¼?/p>
3
)由ï¼?/p>
2
)的结果分析当小球速度减小,绳中拉力如何变化?
2
、若小球在光滑轨道内侧做圆周运动,轨道对小球的弹力情å†?/p>
与上述情况类似,同学们试试自己分析一下ã€?/p>
〖归纳总结ã€?/p>
“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ã€?/p>
注意ï¼?/p>
a
中绳对小球只能提供拉力,方向向下ã€?/p>
ï¼?/p>
b
中轨道对小球只能提供弹力,方向向下)
ï¼?/p>
1
)小球能过最高点的临界条件:绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于零
mg
=
2
v
m
r
�/p>
v
临界
=
gr
ï¼?/p>
2
)小球能过最高点条件ï¼?/p>
v
�
gr
å½?/p>
v
>
gr
时,绳对球有拉力(轨道对球有支持力)
ï¼?/p>
3
)不能过最高点条件ï¼?/p>
v
<
gr
(实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道ï¼?/p>
【例
1
�/p>
长为
L
的细绳,一端系一质量ä¸?/p>
m
的小球,另一端固定于某点,当绳竖直时小球静止ï¼?/p>
再给小球一个水平初速度,使小球在竖直平面内做圆周运动,并且刚好能过最高点,则下列è¯?/p>
法中正确的是
A
.球过最高点时,速度为零
B
.球过最高点时,绳的拉力ä¸?/p>
mg
C
.开始运动时,绳的拉力为
2
v
m
L
D
.球过最高点时,速度大小ä¸?/p>
Lg
v
·
ç»?/p>
v
a
b
v
V
0
ç»?/p>
v