人教版高中物理 必修二 第五章 曲线运动－竖直平面内的圆周运动 （教师版+学生版） (共2份打包)

学科教师辅导讲义 学生姓名 年 级 学 科 物理 上课时间 教师姓名 课 题 竖直平面内的圆周运动 教学目标 1、 使学生理解竖直平面内圆周运动向心力的来源，进一步理解圆周运动； 2、使学生掌握绳模型和杆模型，并能通过公式解决一般竖直平面内圆周运动问题 教学过程 1.一辆质量为2×103kg的汽车在拱桥上行驶，当汽车通过桥顶时的速度为10m/s，已知桥的半径R=20m（g=10m/s2），求： （1）此时车对桥顶的压力是多大？ （2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？ 2．如图所示的皮带传动装置中，两轮半径之比为1:2，a为小轮边缘一点，b为大轮边缘一点，两轮顺时针匀速转动，皮带不打滑，求： (1)a、b两点的线速度的大小之比； (2)a、b两点的角速度之比； (3)a、b两点的加速度的大小之比； (4)a、b两点的转动周期之比． 3． 做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径是20m的圆周运动100m，试求物体做匀速圆周运动时 (1)线速度的大小 (2)角速度的大小  (3)周期的大小 (4)向心加速度的大小 4．将一质点以10m/s的速度水平抛出，落地时其速度方向与水平地面的夹角为45°，质点刚被抛出时离地面的高度为（空气阻力可忽略不计，g=10m/s2）（   ） A．m B．5m C．10m D．m 【诊断1】在杂技节目“水流星”的表演中，碗的质量m1=0.1kg，内部盛水质量m2=0.4kg，拉碗的绳子长l=0.5m，使碗在竖直平面内做圆周运动．（g取10m/s2）求： （1）当碗运动到最高点时水不流出的最小速度v1 （2）如果碗通过最高点的速度v2=10m/s，则水对碗底的压力？ 　 【诊断2】如图所示，半径R=2.5m的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，一小球以某一速度从半圆形轨道的最低点A冲上轨道，从半圆轨道的最高点B水平飞出，小球在B点时对轨道的压力恰好等于小球受到的重力，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求： （1）小球达到B点时的速度大小； （2）小球从B点水平飞出到落地的过程中的位移大小． 【诊断3】如图所示：长度l=0.4m的轻质杆OA，A端固定一个质量m=3Kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动（忽略一切阻力），通过最高点时： （1）当杆对小球没有作用力时，小球的速度为多少？ （2）当小球的速度为3m/s时，杆对小球是拉力还是支持力？力为多少？ （3）在小球恰能经过最高点的情况下，小球到达最低点时，求杆对小球的作用力的大小． 【诊断4】如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0，已知重力加速度为g．求： （1）小球从管口飞出时的速率VP； （2）小球落地点到P点的水平距离X． [来源:学。科。网] 精讲1 绳和环模型 学习目标：掌握绳和环模型 目标分解： 1.了解向心力的来源 2.知道小球在圆环内的运动过程 3.掌握小球在最高点的受力分析 4.掌握小球在最高点的临界速度及其计算 5.知道绳子牵引小球作圆周运动的过程[来源:学科网] 6.掌握小球在最高点的受力分析 7.掌握小球在最高点的临界速度及其计算 教学过程 绳和内轨道模型 (1)最高点最小速度 如图所示，小球到达最高点时受到绳子的拉力或轨道的支持力恰好等于零，这时小球做圆周运动所需要的向心力仅由小球的重力来提供的． 根据牛顿第二定律得，mg＝m，即v临界＝. 这个速度可理解为小球恰好通过最高点或恰好通不过最高点时的速度，也可认为是小球通过最高点时的最小速度，通常叫临界速度． (2)小球能通过最高点的条件 当v>时，小球能通过最高点，这时绳子或轨道对球有作用力，为拉力或支持力． 当v＝时，小球刚好能通过最高点，此时绳子或轨道对球不产生作用力． (3)小球不能通过最高点的条件 当v<时，小球不能通过最高点．实际上小球还没有到达最高点就已经脱离了轨道． (4)最低点对绳有最大拉力，对轨道有最大压力F－mg＝或F－mg＝ 即F＝mg＋或F＝mg＋ 根据牛顿第三定律可确定小球对绳的拉力和对轨道的压力． 精讲2 杆和管模型 学习目标：掌握杆和管模型 目标分解： 1.了解圆周运动的受力分析 2.知道绳模型的受力分析 3.知道绳模型的临界速度 4.掌握杆模型的受力分析和临界速度 5.知道环模型的受力分析 6.知道环模型的临界速度 7.掌握管模型的受力分析和临界速度 教学过程 细杆和管形轨道模型 (1)最高点最小速度 如图所示，细杆上固定的小球和管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，故小球恰能到达最高点的最小速度v＝0，此时物体受到的支