高中物理竖直平面内的圆周运动复习

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1、知识回顾1.物体做圆周运动的向心力本质：2.处理圆周运动动力学问题的基本方法：物体所受的沿半径方向的合力牛顿运动定律竖直平面内的圆周运动复习无锡市第六高级中学王治国典型1：球绳模型用长为L的细绳拴着质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。（1）当小球在最低点A的速度为V1时，向心力的来源和绳的张力大小（2）当小球在最高点B的速度为V2时，向心力的来源和绳的张力大小试分析：（3）若小球能做完整的圆周运动则最高点的速度应满足什么条件？V1oALBV2典型2：球杆模型用长为L的细杆一端固定着一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。（1）当小球在最低

2、点A的速度为V1时，向心力的来源和杆的弹力大小V1（2）小球能通过最高点则在最高点的速度应满足什么条件？V2（3）当小球在最高点B的速度为V2时，向心力的来源和杆的弹力大小典型2：球杆模型用长为L的细杆一端固定着一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，如图所示。（4）在最高点杆对小球是支持力小球速度v满足什么条件？在最高点杆对小球是拉力小球速度v满足什么条件？V2当v2v0时，杆对球有向下的拉力思考：下列物体的运动哪些是球绳模型?A物体沿竖直内轨运动OB物体在细管中运动C带孔的小球套在杆上运动ADBC哪些是球杆模型？D水流星o绳桶

3、水vovoovov球绳模型离心轨道球杆模型圆形管道没有支撑物的物体有支撑物的物体能通过最高点做圆周运动的条件是能通过最高点做圆周运动的条件练习：如图，小球从光滑竖直轨道上的离地高H的A点滑下，通过一个竖直圆周轨道，求：（1）小球运动到最低点C时轨道对小球的弹力大小C练习1：如图，小球从光滑竖直轨道上的离地高H的A点滑下，通过一个竖直圆周轨道，求：（2）小球在B点的对轨道的压力大小？（3）至少要从多高的地方滑下才能顺利的通过最高点B?练习2.用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环（管径远小于R）竖直放置，一小球（可看作质点，直径略小于管径）质量为m=0.2kg在环内做圆周运动，求

4、:小球通过最高点A时，下列两种情况下球对管壁的作用力.取g=10m/s2(1)A的速率为1.0m/s(2)A的速率为4.0m/sFN1=1.6NFN2=4.4N对内管壁的作用力方向向下对外管壁的作用力方向向上N1mgAON2mgAO练习3.如图所示，在倾角为α=30°的光滑斜面上，有一根长为L=0.8m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2kg的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是（）A.2m/sB.m/sC.m/sD.m/sC拓展：若把细绳改为杆，则小球在最低点B的最小速度是4m/s1．如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕

5、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处为推力练习ABabO2.杆末端固定一个装水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求：（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)练习3.如图所示，LMPQ是光滑轨道，LM水平，长为5.0m，MPQ是一半径为R=1.6m的半圆，QOM在同一竖直线上，在恒力F作用下，质量

6、m=1kg的物体A由静止开始运动，当达到M时立即停止用力.欲使A刚好能通过Q点，则力F大小为多少？（取g=10m/s2）练习4.长度为L＝0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，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2.0m／s，g取10m／s2，则此时细杆OA受到（　　）A、6.0N的拉力B、6.0N的压力C、24N的拉力D、24N的压力BVAo5.一小球质量为m，用长为L的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方L/2处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间：A．小球线速度没有

7、变化B．小球的角速度突然增大到原来的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍（A、B、C）练习6（08无锡二模）如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，问：(1)要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少？(2)若盒子以第（１）问中周期的做匀速圆周运动，则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水