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1、靖边三中2015届物理必修二导学案 课题：竖直平面内圆周运动1如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，（g=10m/s2）求：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多少（2）当小球在圆上最高点速度为2m/s时，细线的拉力是多少（3）当小球在圆下最低点速度为m/s时，细线的拉力是多少？二、杆球模型（特点：最高点时既能产生拉力，也能产生压力）小球能过最高点的临界条件： ；此时杆的作用力 ；当 时， ；当 时， ；当 时， ；2长度为L=0.50m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图所示,小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动
2、,g取10m/s2,分析下列各种情况下细杆OA受到力的大小和方向：（1）以4m/s的速度通过最高点；（2）以m/s的速度通过最高点；（3）以2m/s的速度通过最高点；（4）小球通过最高点的速率可以为零吗？6. 如图,小球A质量为m，固定在轻细直杆L的一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。求：（1）小球以多大的线速度通过最高处，杆对球不施力？ (2)小球经过最高位置时,杆对球的拉力大小等于球的重力，求球的速度大小。（3）当小球经过最低点时速度为，求杆对球的作用力大小和球的向心加速度大小。7飞行员的质量为m，他驾驶飞机在竖直平面内做圆周运动，若飞机飞到最高点的速度为v时，飞行员对
3、座位的压力恰好为零，试求；当飞机飞到最低点的速度大小仍为v时，飞行员对座位的压力是多少？8、如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，管的下端与水平面相切。两个质量均为m的小球，A、B沿水平面向右运动，以不同的速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁的上部的压力为3mg，B通过最高点C时对管壁下部的压力为0.75mg。求A、B两球在水平面上落点间的距离？【学习目标】 1. 会找出竖直平面内绳球模型和球杆模型向心力的来源2. 两种模型中临界条件的确定3. 会处理生活中竖直平面内的圆周运动问题【重点难点】向心力来源的确定和临界条件的确定【自主学习】1、 向心力公式和向心加速度公式？2.你玩儿
4、过游乐场里的过山车吗？你观看过水流星表演吗？思考一下车为什么没掉下来？水为什么没流出来？【合作探究】一、 绳球模型(特点：只能产生拉力,在最高点时，没有物体支撑)（1）小球能过最高点的临界条件： （2）小球能过最高点条件： （3）不能过最高点条件： （实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）【课后训练】1. 如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力2.长度为l
5、=0.50 m轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0 kg的小球，如图1所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0 m/s，则此时细杆OA受到（g取10 m/s2)（ ）A.6.0 N的拉力 B.6.0 N的压力C.24 N的拉力 D.24 N3.如右图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R)，小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是()A当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5 mgB当v时，小球b在轨道最高点对轨道无压
6、力C速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动D只要v，小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力都大6 mg4.一细杆与水桶相连,水桶中装有水,水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动,如图所示。水的质量m=0.5 kg,水的重心到转轴的距离l=50 cm。(取 g=10 m/s2,不计空气阻力)(1)若在最高点时水不流出来,求水桶的最小速率。(2)若在最高点时水桶的速率为 v=3 m/s,求水对桶底的压力。5.如图，质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s2。求：(1) 在最高点时，绳的拉力？(2) 在最高点时水对小杯底的压力？(3) 为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少?1自我要求是迈向成功的捷径。恒心是离成功最短的路。靖边三中2015届物理必修二导学案3自我要求是迈向成功的捷径。恒心是离成功最短的路。
