竖直面上的圆周运动--李某某

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竖直面上的圆周运动十七中：李某某水

从

碧

玉

环

中

过.

人在苍龙背上行一.汽车某某拱形桥水平桥凹形桥2、向心力的大小：知 识 准 备：1、向心力的概念：圆周运动的物体有指向圆心的合力3、向心力的方向：总是沿半径方向指向圆心过拱形桥拱形桥汽车质量为m，通过桥最高点速度为v，桥半径为R，则在最高点汽车对桥的压力为多大？F压 ＜mg讨论：汽车过拱形桥速度继续增大会出现什么情况？当FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。航天员处于完全失重状态第一宇宙速度 能力是练出来的 例题1：例 m=5000kg 的汽车,通过半径R=50m的拱型桥顶时速度为5m/s.则汽车对桥顶的压力是多少?根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力。凹形桥地道桥汽车过拱形桥，汽车在最高点的压力小于重力的大小，那么在凹形桥上也是这个特点吗？汽车过凹形桥汽车质量为m，通过桥最低点速度为v，桥半径为R，则在最低点汽车对桥的压力为多大？凹形桥F压 ＞mgF压＝FN ＜mgF压＝FN ＝mgF压＝FN ＞mg汽

车

过

桥

结

论解决圆周运动的思路在处理圆周运动的动力学问题时，一般应按以下步骤进行：

1.确定做圆周运动的物体为研究对象。

2.确定物体运动轨道的平面和圆心位置以便确定向心力的方向；

3.分析物体的受力明确向心力的来源。

4.根据圆周运动的动力学方程

列方程求解。小球的运动轨迹是圆周，在最高点的时候小球都受哪些作用力？小球恰好通过最高点时速度是多大？010203小球在最高点的向心力如何表示？二.绳拉小球模型如图所示，一质量为m的小球，用长为L细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。绳拉小球分析提供向心力当只有重力提供向心力的时候，FT=0，小球恰好通过最高点小球恰好通过最高点的速度为小

球

在

最

低

点

受

力

情

况

呢

？课后思考例题2绳系着装有水的水桶，在竖直面内做圆周运动，水的质量m＝0.5kg，绳长L＝40cm，求：（g=10m/s2）

　（1）最高点水不流出的最小速率;

　（2）水在最高点速率v＝4m/s时，水对桶底的压力.解题思路1.确定研究对象2.确定圆心，受力分析寻求向心力的来源3.明确最高点水不流出的最小速率，就是受力物体只有重力提供向心力时水的速率例题3：如图所示，一质量为m=1kg的小球，用长为L=0.4m的轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.g=10N/kg.

（1）若小球经过最高点时速度为1m/s，求小球对轻杆的作用力。

（2）若小球经过最高点时速度为3m/s，求小球对轻杆的作用力。

三.轻杆拉小球模型轻杆拉小球模型如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.解决两个问题1.小球在最高点除了受自身重力之外，杆对小球有没有作用力，如果有，是支持力还是拉力？2.小球在最高点的最小速度是多少？杆拉小球分析向心力变大不足以提供向心力小球在最高点的速度较大时，杆对小球的作用力是拉力。杆拉小球分析向心力变小mg供大于求小球在最高点的速度较小时，杆对小球的作用力是支持力。讨论：

最高点速度v为多大时，杆对小球恰好无作用力？杆对小球恰好没有作用力，即小球只受重力，重力提供向心力。杆拉小球的特点当mg=FN时，小球通过最高点的速度v=0知识扩展重力、绳的拉力

重力、杆的拉力或支持力

重力、外管壁的压力或内管壁的支持力谢谢大家

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