第16课时 竖直面上圆周运动

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1、第16课时竖直平面内的圆周运动（A）预习检测：两种竖直平面内的圆周运动模型：1.轻绳模型：一轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动。小球能到达最高点（刚好做圆周运动）的条件是在最高点处恰好提供，即=这时速度V=2.轻杆模型：一轻杆系一小球在竖直平面内做圆周运动。小球能到达最高点（刚好做圆周运动）V的条件是巩固练习：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

2、．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力图4-2-42．如图4-2-4所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m,现将摆球拉至水平位置,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动.以下说法正确的是(　　)A．在释放瞬间,支架对地面压力为(m+M)gB．在释放瞬间,支架对地面压力为MgC．摆球到达最低点时,支架对地面压力为(m+M)gD．摆球到达最低点时,支架对地面压力为(3m+M)gＯＡml··图4－13.　长度为l＝0.50m轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，如图4－1所示，小球以O点为圆心在竖直平面

3、内做圆周运动，通过最高点时小球速率是2.0m/s，此时细杆OA受到(g取10m/s2)（　　）A.6.0N的拉力B.6.0N的压力C.24N的拉力D.24N的压力4．(2010·阳江模拟)如图9所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是（）A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力第16课时竖直平面内的圆周运动（B）

4、目标展示：1.两种竖直平面内的圆周运动模型的做圆周运动的临界条件2.两种竖直平面内的圆周运动模型的分析方法问题探究一：无支撑物问题例题一：如图所示，用长为L=1m的细绳拴着质量为m=1Kg的小球在竖直平面内做圆周运动,经过最低点Q点的速率为10m/s,（不计空气阻力，g=10m/s2）求：（1）经过最底点Q时绳的拉力多大？（2）求经过最高点P的时的速率？此时绳的拉力多大？（3）若小球在Q点的速率为7m/s，小球能否通过最高点？练习1.过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D

5、分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径、。一个质量为kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动，A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数µ=0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字。试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终

6、停留点与起点的距离。问题探究二：有支撑物问题例题二：例题一中的细绳如果换成轻杆，轻杆长度L=1m及小球质量为m=1Kg，（1）若小球在Q点的速率为10m/s，则经过P点时轻杆对小球的作用多大？（2）若小球在Q点的速率为7m/s，小球能否通过最高点P点？若能通过，求经过P点时轻杆对小球的作用多大？练习2：如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点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，则杆对球的作用力可能是（）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

7、为推力，b处为推力反思总结：