必修2 曲线运动 第七讲 生活中的圆周运动--竖直面内的圆周运动课件--名师微课堂（自制）

生活中的圆周运动—竖直面内的圆周运动 讲师：冯耀东 课标解读 　　1．会在具体问题中分析向心力的来源； 　　2．进一步运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和 课标解读 知识精讲 2.1 汽车过桥 黄石长江大桥 2.1.1 汽车过拱形桥 mg FN v 【规律】1．汽车过最高点时，其所受合力指向圆心，对拱形桥的压力小于重力，处于失重状态； 　　2．当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小．当 　　 时，压力FN为零．处于完全失重状态．该速度是汽车保持在凸形路面顶端运动的最大速度（临界速度），若超过这个速度，这时汽车将“飞”过凸形路面． 　　 泸定桥 v FN mg 压力大于重力，处于超重状态． 　　思考：当汽车通过桥底的速度逐渐增大时，汽车对桥底的压力大小如何变化？ 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越大． 2.2.1 人造地球卫星 航天器绕地球表面做匀速圆周运动，航天员受到地球的引力和飞船座舱的支持力，它们的合力提供了向心力． 当 　　 时，支持力FN为零．处于完全失重状态． 2.2.2 过山车 保证安全需要满足： 故有： 能力突破 　　例1．杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0.5 kg，绳长l=60 cm，求： 　　（1）最高点水不流出的最小速率. 　　（2）水在最高点速率v＝3 m/s时，水对桶底的压力． O mg FN 故有：（1） （2） v o 轻绳 o v 离心轨道 A A B B 　　（1） 临界条件：小球在最高点时绳子的拉力（或轨道的弹力）刚好等于零，小球的重力充当圆周运动所需的向心力 ① （2）能通过最高点的条件： 　　不能通过最高点的条件： ，实际上小球在到达最高点之前就以斜抛轨迹脱离了圆轨道 如例题中的杂技节目“水流星”就属于没有支撑物的情形 绳模型 规律方法技巧 例2.用长为L的轻杆固定一质量为m的小球，在竖直平面内作变速圆周运动． 　　（1）小球过最高点时的最小速度v． 　　（2）若在最高点杆对小球的作用力大小为零，求小球的速度为v0 ． 　　（3）若在最高点小球的速度为v1=2v0 ，求杆对小球的作用力的大小和方向． 　　（4）若在最高点小球的速度为v2=v0/2，求杆对小球的作用力的大小和方向