水平竖直平面内圆周运动临界值PPT课件下载推荐.ppt

1、1、轻绳模型（1）小球能过最高点的临界条件：绳子或轨道对小球刚好没有力的作用：（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）（当 时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）轻杆轻杆模型模型：1.1.竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动圆周运动的临界问题圆周运动的临界问题1、轻杆模型杆与绳不同，它既能产生拉力，也能产生压力杆与绳不同，它既能产生拉力，也能产生压力能过最高点能过最高点v v临界临界0 0，此时支持力，此时支持力N Nmgmg；当当 时，时，N N为支持力，有为支持力，有0 0N Nmgmg，且，且N N随随v v的增大而减小的增大而减小

2、；当 时，N0；当当 ，N N为拉力，有为拉力，有N N0 0，N N随随v v的增大而的增大而增大增大例1如图4所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动。图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球作用力可能是（）A、a处为拉力，b处为拉力B、a处为拉力，b处为推力C、a处为推力，b处为拉力D、a处为推力，b处为推力abA、B例例2 2 长度为长度为L L0.5m0.5m的轻质细杆的轻质细杆OAOA，A A端有一质量端有一质量为为m m3.0kg3.0kg的小球，如图的小球，如图5 5所示，小球以所示，小球以O O点为圆心点为圆心在竖直

3、平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是率是2.0m2.0ms s，g g取取10m10ms s2 2，则此时细杆，则此时细杆OAOA受到受到（）（）A A、6.0N的拉力的拉力B B、6.0N的压力的压力C C、24N的拉力的拉力D D、24N的压力的压力B例例3 3：长长L L0.5m0.5m，质量可以忽略的的杆，其下端，质量可以忽略的的杆，其下端固定于固定于O O点，上端连接着一个质量点，上端连接着一个质量m m2kg2kg的小球的小球A A，A A绕绕O O点做圆周运动（同图点做圆周运动（同图5 5），在），在A A通过最高点，试通过最高点

4、，试讨论在下列两种情况下杆的受力：讨论在下列两种情况下杆的受力：当当A A的速率的速率v v1 11m1ms s时时:当当A A的速率的速率v v2 24m4ms s时时:例例、绳绳系系着着装装水水的的桶桶，在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动，水水的的质质量量m=0.5kgm=0.5kg，绳绳长长=40cm.=40cm.求求（1 1）桶桶在在最最高高点点水水不不流流出出的的最最小小速速率率？（2 2）水水在在最最高高点点速速率率=3m/s=3m/s时时水水对对桶桶底底的的压力？压力？（g（g取取10m/s10m/s2 2）如图如图6-11-96-11-9所示，固定在竖直平面内的光滑圆

5、弧形轨道所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道ABCDABCD，其，其A A点与圆心等高，点与圆心等高，D D点为轨道最高点，点为轨道最高点，DBDB为竖直线，为竖直线，ACAC为水平线，为水平线，AEAE为水平面，今使小球自为水平面，今使小球自A A点正上方某处由静点正上方某处由静止释放，且从止释放，且从A A点进入圆形轨道运动，通过适当调整释放点点进入圆形轨道运动，通过适当调整释放点的高度，总能保证小球最终通过最高点的高度，总能保证小球最终通过最高点D D，则小球在通过，则小球在通过D D点后（点后（）A A会落到水平面会落到水平面AEAE上上 B B一定会再次落到圆轨道上一定会再次落到圆

6、轨道上C C可能会落到水平面可能会落到水平面AEAE上上 D D可能会再次落到圆轨道上可能会再次落到圆轨道上A A二、在水平面内作圆周运动的临界问题在水平面上做圆周运动的物体，当角速度变化时，物体有远离或向着圆心运动的（半径有变化）趋势。这时，要根据物体的受力情况，判断物体受某个力是否存在以及这个力存在时方向朝哪（特别是一些接触力，如静摩擦力、绳的拉力等）。例例1 1、已知：已知：L=2mL=2m，m=0.1kg.m=0.1kg.问：问：球的角速度在什么范围内，两侧球的角速度在什么范围内，两侧细绳始终张紧？细绳始终张紧？30304545A AB BL Lm mC C例例2 2、倾角为倾角为的光滑圆锥可绕其轴匀速转动，一的光滑圆锥可绕其轴匀速转动，一个质量为个质量为m m的小球用长为的小球用长为L L的细线平行固定在圆锥的细线平行固定在圆锥的外侧，求：的外侧，求：（1 1）圆锥面对小球恰好无作用力时，）圆锥面对小球恰好无作用力时，圆锥转动的角速度圆锥转动的角速度0 0（2 2）当圆锥以角速度当圆锥以角速度1 1（1 1 0 0）时，细线对时，细线对小球的拉力大小和方向？小球的拉力大小和方向？