专题 竖直面内的圆周运动，平抛运动与动能定理的综合应用 导学案 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

浙江外国语学院附属镇雄中学 《专题：动能定理在竖直面内的圆周运动与平抛运动中的综合应用》导学案 浙江外国语学院附属镇雄中学 郭堂会 学习目标 1、 记住竖直面内轻绳模型和轻杆模型的各种临界条件 2、 会用动能定理结合平抛运动，圆周运动知识解决竖直面内的圆周运动与平抛运动的综合问题 复习巩固 1、 动能定理 1、 动能定理的表述： 2、 动能定理的表达式： 。 3、 动能定理的适用条件： 。 2、 平抛运动 1、 速度公式 （1） 、水平方向： （2） 、竖直方向： （3） 、合速度大小： 方向： 2、 位移公式 （1） 、水平方向： （2） 、竖直方向： （3） 、合位移大小： 方向： 合作探究一 轻绳模型 如图所示，轻绳（或内轨道）——小球组成无支撑的物理模型（称为“轻绳模型”） 1、 小球恰好过最高点的临界条件： 2、 小球能过最高点的条件： 3、 小球不能过最高点的条件： ； 小球可能的运动情况： 即学即练1 【例题1】如图所示，若小球质量为m，绳长为L.重力加速度为g.小球能在竖直面内做完整的圆周运动，求小球在最低点时绳对小球拉力的最小值？ v o L 合作探究一 轻杆模型 轻杆（或管道）——小球组成有支撑的物理模型（称为“轻杆模型”） 1、 小球恰好过最高点的临界条件： 。 2、 小球对“杆”恰好无作用力的临界条件： 。 3、 “杆”对小球产生拉力的条件： 。 4、 “杆”对小球产生支持力的条件： 。 5、 最低点时，“杆”对小球产生 。（“拉力”或“支持力”） 即学即练 2 【例题2】（多选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，r<<R,重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时的最小速度 B．小球通过最高点时的最小速度 C．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有作用力 D．小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 能力提升 动能定理在圆周、平抛运动综合应用 【例3】如图所示，一条不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m＝1.0 kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点，地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长 L＝1.0 m，B点离地高度 H＝1 .0 m，A、B两点的高度差 h＝0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻 力，求： （1）小球在B点的速度； （2）地面上D、C两点间的距离s； （3）轻绳所受的最大拉力大小。 当堂检测 【例4】 如图所示，由细管道拼接成的竖直轨道，其圆形部分半径分别为 R 和 0.5R ，A、B 均为圆形轨道的最高点．一质量为 m 的小球通过这段轨道时，在 A 点时刚好对管壁无压力，在 B 点时对管外侧壁压力大小为 0.5mg ．若不计空气阻力，试求：由 A 点运动到 B 点的过程中，小球克服摩擦力所做的功 ． 1 学科网（北京）股份有限公司 $