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1、第三讲：竖直面内圆周运动及其应用学习目标：1 知道竖直面内的圆周运动特点2 掌握竖直面内的圆周运动的两种典型模型，会分析其临界条件。重点：两种模型在最高点的受力特点。难点：运用圆周运动规律分析解决实际问题。一 竖直面内的圆周运动特点 二 常见的两种模型比较 分析1 速度，加速度，向心力均发生变化。2 按速度大小是否发生变化分为：匀速圆周运按速度大小是否发生变化分为：匀速圆周运动动 非匀速圆周运动。非匀速圆周运动。即学即练即学即练 1如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴端有光滑的固定轴O O现给球一初速度，使球和杆现给球一初速度，使球和杆一起绕
2、一起绕O O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F F表表示球到达最高点时杆对小球的作用力则示球到达最高点时杆对小球的作用力则F F（）（）A A一定是拉力一定是拉力B B一定是推力一定是推力C C一定等于一定等于0 0D D可能是拉力，可能是推力，也可能等于可能是拉力，可能是推力，也可能等于0 0答案答案(1)16 N竖直向上竖直向上(2)44 N竖直向下竖直向下提高练习 如图所示，光滑圆管形轨道如图所示，光滑圆管形轨道ABAB部分平直，部分平直，BCBC部分是处于竖直平面内半径为部分是处于竖直平面内半径为R R的半圆，圆管截的半圆，圆管截面半径面半径r rR
3、 R有一质量为有一质量为m m、半径比、半径比r r略小的光略小的光滑小球以水平初速度滑小球以水平初速度v0v0射入圆管，问：射入圆管，问：（1 1）若要使小球能从）若要使小球能从C C端出来，初速度端出来，初速度v0v0多大？多大？（2 2）在小球从）在小球从C C端出来的瞬间，对管壁压力有哪端出来的瞬间，对管壁压力有哪几种典型情况？初速几种典型情况？初速v0v0各应满足什么条件？各应满足什么条件？ 答案答案(1)v0 (2)见解析见解析 提提高高练练习习如如图图所所示示，在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，有有一一长长为为l l的的细细线线，细细线线的的一一端端固固定定在在O O点点
4、，另另一一端端拴拴一一质质量量为为m m的的小小球球，现现使使小小球球恰恰好好能能在在斜斜面面上上做做完完整整的的圆圆周周运运动动，已知已知O O点到斜面底边的距离为点到斜面底边的距离为L L，求：，求：(1)小球通小球通过过最高点最高点A时时的速度的速度vA；(2)小球通小球通过过最低点最低点B时细线对时细线对小球的拉力；小球的拉力；(3)小小球球运运动动到到A点点或或B点点时时细细线线断断裂裂，小小球球滑滑落落到到斜斜面面底底边时边时到到C点的距离若相等，点的距离若相等，则则l和和L应满应满足什么关系？足什么关系？处理临界问题的思维模式1 准确判断临界状态：通过准确判断临界状态：通过刚好刚
5、好，某个量的范围某个量的范围 ，最多最多等词来判断。等词来判断。2 确定临界条件确定临界条件3 选择物理规律，在不同的物理过程中使用不同的选择物理规律，在不同的物理过程中使用不同的物理规律解决物理规律解决提高练习提高练习 如图所示，细绳一端系着质量为如图所示，细绳一端系着质量为M=0.6kgM=0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔O O吊着质量吊着质量m= 0.3 kgm= 0.3 kg的物体，的物体，M M的中点与圆孔距离为的中点与圆孔距离为0.2 m0.2 m，已知，已知M M和水平面的最大静摩擦力为和水平面的最大静摩擦力为2 N2 N现现使此平面绕中心轴转动，问角速度使此平面绕中心轴转动，问角速度在什么范围内在什么范围内m m处于静止状态？（取处于静止状态？（取g= 10 m/s2g= 10 m/s2） 练习练习返回返回 总结本节课的主要内容。总结本节课的主要内容。 布置任务布置任务
