《133竖直面内的圆周运动（64）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《133竖直面内的圆周运动（64）.pptx（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、F合,供需平衡 物体做匀速圆周运动,向心力公式的理解,从供需两方面研究做圆周运动的物体,mg,=,= 2 ,即：, ,= 2 , =mg,研究与讨论,若火车速度与设计速度不同会怎样?,外侧,内侧,过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力,过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力,需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求,若火车车轮无轮缘,火车速度过大或过小时将向哪侧运动?,过大时:火车向外侧运动 过小时:火车向内侧运动,供需不平衡,竖直面内的圆周运动,思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来?,过山车,v1,v2,讨论,物做近心运动, 绳和内轨模型,理论研究,mg,FN,v,轨道提供支持力,绳子提供拉力。,v1,
2、v2,最高点：+= ,最底点：= ,如图所示，一质量为m0.5 kg的小球，用长为0.4 m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动g取10 m/s2，求： (1)小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？ (2)当小球在最高点的速度为4 m/s时，轻绳拉力多大？ (3)若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球的速度不能超过多大？,(1)2 m/s,(2)15 N,v, 杆儿和双轨模型,能过最高点的临界条件:,当速度v 时, 杆儿对小球是拉力; 当速度v 时, 杆儿对小球是支持力; 当速度v = 时, 杆儿对小球无作用力。,mg,FN,讨论,FN=0,杆既可以提供拉力,也可以提供支持力。,FN,
3、FN,重力、 绳的拉力,重力、杆的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力,竖直平面内的变速圆周运动,练习: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: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 A的速率为1.0m/s A的速率为4.0m/s,解：,先求出杆的弹力为0的速率v0,mg=mv02/l,v02=gl=5,v0=2.25 m/s,(1) v1=1m/s v0 球应受到内壁向上的支持力N1,受力如图示:,mg-FN1=mv12/l,得: FN1 =1.6 N,(2) v2=4m/s v0 球应受到外壁向下的支持力N2 如图所示:,则 mg+ FN2 =mv22/l,得 FN2 =4.4 N,由牛顿第三定律,球对管壁的作用力分别为:(1)对内壁1.6N向下的压力;(2)对外壁4.4N向上的压力。,如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R。质量为m的小球在容器内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心O连线方向与竖直方向夹角为。下列说法正确的是（ ）,【答案】BD,mgtan=,mgtan= 2 ,