6.4生活中的圆周运动专题一：竖直面内的圆周运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

专题一：竖直面内的圆周运动 物 理 思考与讨论 过山车 水流星表演 过山车和水流星要通过最高点，需要满足什么条件？ 6.2 向心力 竖直面内圆周运动的两类典型模型   在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类: 一是无支撑的(如球与绳连接,沿内轨道运动的“过山车”等),称为“轻绳模型”; 二是有支撑的(如球与杆连接,小球在弯管内运动等),称为“轻杆模型”。 6.2 向心力 一、轻杆模型 ①情景图示 ②弹力特征: 在最高点有支撑，弹力可能向下,可能向上,也可能等于零。 6.2 向心力 一、轻杆模型 FN向下 FN为零 FN向上 ③受力示意图： ④力学特征： mg±FN=m  向心力的取值范围？ ⑤临界特征： 竖直向上的支持力FN=mg, vmin=0 ⑥过最高点条件： v≥0 6.2 向心力 一、轻杆模型 ⑦速度和弹力关系讨论分析： (1)当v=0时,FN=mg,FN为支持力,沿半径背离圆心; (2)当0<v<  时, mg -FN= m  ,FN沿半径背离圆心,随v的增大而减小; (3)当v=  时,FN=0; (4)当v>  时,FN+mg=m  ,FN沿半径指向圆心,并随v的增大而增大 6.2 向心力 一、轻杆模型 mg FN mg FT 在最低点轻杆（外壁）只能起到拉的（支持）的作用。 ⑧最低点的受力情况： FN-mg＝m FT-mg＝m 6.2 向心力 二、轻绳模型 ①情景图示 ②弹力特征: 在最高点无支撑,弹力可能向下,也可能等于零 6.2 向心力 二、轻绳模型 ③受力示意图： FN向下 FN等于零 ④力学特征： mg+FN=m  向心力的取值范围？ ⑤临界特征： FN=0, vmin=  ⑥过最高点条件： v≥  6.2 向心力 二、轻绳模型 mg FN mg FT FN-mg＝m FT-mg＝m ⑦最低点受力情况： 6.2 向心力 三、解题思路 科学思维——竖直面内圆周运动的解题思路 6.2 向心力 课堂小结 物理情景 最高点无支撑 最高点有支撑 实例 球与绳连接、水流星、沿内轨道运动的“过山车”等 球与杆连接、球在光滑 管道中运动等 图示 受力 特征 物体受到的弹力方向： 向下或等于零 物体受到的弹力方向： 向下、等于零或向上 6.2 向心力 课堂小结 6.2 向心力 如图所示，甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两圈的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给游客向上的力 B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给游客向上的力 C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅给人的力一定小于重力 D．丁图中，若轨道车过最高点的速度大于 ，安全带一定给游客向上的力 B 6.2 向心力 （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，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 BD 6.2 向心力 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT-v2图像如图乙所示，则（　　） A．数据a与小球的质量无关 B．当地的重力加速度为 C．当v2＝c时，轻质绳的拉力大小为 D．当v2＝2b时，小球受到的拉力与重力大小相等 D 6.2 向心力 谢谢！ 6.2 向心力 $$