1、第六章第六章 圆周运动圆周运动专题：竖直平面内圆周 运动水流星翻滚过山车O绳O轨道水流星模型简化轻绳类过山车模型简化轨道类（单轨道）如图所示，一质量为m的小球，用长为R细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。模型一、轻绳类O绳RvmmgFT2思考：小球在最低点受力情况如何？谁来提供向心力呢？GFT向心力指向圆心，由绳的拉力与球的重力提供向心力RvmmgFT2说明：说明：如果小球通过最低点时细如果小球通过最低点时细线没被拉断则细线再也不会断线没被拉断则细线再也不会断如图所示，一质量为m的小球，用长为R细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。模型一、轻绳类O绳RvmmgFT2思考：小球在最高点谁来提供向心
2、力？GFT向心力指向圆心，由绳的拉力与球的重力提供向心力mgRvmFT2思考：小球通过最高点时速度逐渐减小，绳的拉力如何变化？mgRvmFT2V V减小，F FT T减小思考：绳的拉力最小是多少？拉力最小F FTminTmin=0=0如图所示，一质量为m的小球，用长为R细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。模型一、轻绳类O绳RvmmgFT2GFT思考：绳的拉力为0 0时此时小球速度是多少？时当0TFRvmmg2gRv（小球通过最高点时最小速度）说明说明：（1）当当 小球能通过最高点，小球能通过最高点，做完整的圆周运动。做完整的圆周运动。gRv（2）当当 小球小球恰能恰能通过最高通过最高点，做完整
3、的圆周运动。（点，做完整的圆周运动。（此时绳此时绳的拉力为零，小球重力提供向心力的拉力为零，小球重力提供向心力）gRv（3）当当 小球不能通过最高小球不能通过最高点，不能做做完整的圆周运动。点，不能做做完整的圆周运动。gRv 思考：小球不能做完整圆周运动原因？如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动.O轨道模型二、轨道类（单轨道）与轻绳模型结果一致GFNRvmmgFN2GFNRvmmgFN2说明说明：（1）当当 小球能通过最高点，小球能通过最高点，做完整的圆周运动。做完整的圆周运动。gRv（2）当当 小球小球恰能恰能通过最高通过最高点，做完整的圆周运动。（点
4、，做完整的圆周运动。（此时弹此时弹力为零，小球重力提供向心力力为零，小球重力提供向心力）gRv（3）当当 小球不能通过最高小球不能通过最高点，不能做做完整的圆周运动。点，不能做做完整的圆周运动。gRv 弹力最小F FNN=0=0时当0NFRvmmg2gRv（小球通过最高点时最小速度）【针对训练】如图所示，一质量为m=1Kg的小球，用长为L=0.9m细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。（g取10m/s2）求：小球恰好通过最高点时的速度。若绳子能承受最大拉力为60N，求小球做完整圆周运动的速度范围。O绳Lvmmg2smgLv/3RvmmgFT2smv/53smv/53s/m3(轻绳模型)杂技演员表
5、演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的大小不计的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图7所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)()A.“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B.“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C.“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D.“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 NB【针对训练1】(过山车模型)(多选)如图8所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环内侧做圆周运动.圆环半径为R，小球半径不计，小球经过圆环
6、内侧最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时下列表述正确的是()A.小球对圆环的压力大小等于mgB.重力mg充当小球做圆周运动所需的向心力C.小球的线速度大小等于D.小球的向心加速度大小等于g图图8BCD【针对训练2】(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况：动量守恒；动量近似守恒；某一方向动量守恒(1)概念m1v1m1v1m2v2(4)箱子对水平面的压力和压强。(1)公式：N余N原12t/，m余m原12t/考点四实验：用双缝干涉测量光的波长条纹间距公式的拓展应用发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值当m
7、1m2时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度(2)只有利用Emc2时，才考虑质量亏损，在动量和能量守恒方程中，不考虑质量亏损(3)速度要合理(6)验证：一维碰撞中的动量守恒二、动量守恒定律O绳O杆O轨道O管道水流星模型简化把绳换成轻杆轻绳类过山车模型简化如图所示，一质量为mm的小球，用长为R 轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.模型三、轻杆类杆mgO思考：若小球在最高点恰好重力提供向心力，此时小球的速度是多少？Rvmmg2gRv 此时杆对小球无作用力，F=0F=0思考：若小球在最高点速度 ，此杆对小球为拉力还是支持力？gRv RvmF2nV V增加，FnFn增加gRv 此时杆对小球为拉力
8、RvmFmg2 随着V V增加，F F逐渐增加如图所示，一质量为mm的小球，用长为R 轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.模型三、轻杆类思考：若小球在最高点速度 ，此杆对小球为拉力还是支持力？RvmF2nV V减小，FnFn减小此时杆对小球为支持力随着V V增加，F F逐渐减少gRv gRv RvmFmg2 思考：小球在最高点速度能否为零？RvmF2nV=0V=0，Fn=0Fn=00v此时杆对小球为支持力F=mgF=mg说明说明:小球通过最高点时的速度可以为零小球通过最高点时的速度可以为零思考：小球在最低点杆对小球是不是既可以提供拉力也可以提供支持力呢？RvmmgF2-如图所示，一质量为mm
9、的小球，用长为R 轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.模型三、轻杆类只能提供拉力如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动.OR管道ab模型四、轨道类（双轨道）与轻杆模型结果一致gRv 此时杆轨道小球无作用力，F=0F=0gRv 此时外轨道与小球之间有作用力RvmFmg2 此时内轨道与小球之间有作用力gRv RvmFmg2 此时内轨道与小球之间有作用力F=mgF=mg0v此时外轨道与小球之间有作用力RvmmgF2-如图，长为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直面内做圆周运动，A端连着一个质量m2 kg的小球(半径不计).求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆
10、的作用力的大小和方向(g取10 m/s2，取210)：(1)杆做匀速圆周运动的转速为2 r/s；答案140 N方向竖直向上【针对训练3】解析假设小球在最高点受到轻杆的作用力竖直向下，则小球受力如图所示：杆的转速为2 r/s时，2n4 rad/s，由牛顿第二定律得FmgmL2，故小球所受杆的作用力FmL2mg2(0.542210)N140 N，即杆对小球有140 N的拉力，由牛顿第三定律可知，小球对杆的拉力大小为140 N，方向竖直向上.(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.答案10 N方向竖直向下解析杆的转速为0.5 r/s时，2n rad/s，同理可得小球所受杆的作用力FmL2mg2
11、(0.5210)N10 N.力F为负值表示它的方向与受力分析中假设的方向相反，即杆对小球有10 N的支持力，由牛顿第三定律可知，小球对杆的压力大小为10 N，方向竖直向下.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道半径为R=1m，小球质量m=1Kg，可看成质点,当小球到达最高点时其速度为V。（g取10m/s2）求：当V1=2m/s时，哪个轨道与小球之间有力的作用，其大小是多少？当V2=4m/s时，哪个轨道与小球之间有力的作用，其大小是多少？OR管道ab【针对训练】设小球在最高点时轨道对小球作用力方向向下。RvmmgF211得：F1=-6N思考：负号代表什么含义？小球与内轨道有作用
12、力设小球在最高点时轨道对小球作用力方向向下。RvmmgF222得：F2=6N小球与外轨道有作用力（1 1）确定研究对象）确定研究对象（2 2）确定运行轨迹）确定运行轨迹（3 3）确定向心力来源）确定向心力来源（4 4）列方程求解）列方程求解（1 1）找到谁做圆周运动（2 2）确定圆心及半径（3 3）受力分析找到向心力（4 4）vmrTmrmrmvFn22224mgOF杆mgOF管道RvmFmgT2 gRvFT 00时时，当当RvmFmg2 RvmFmg2 v v00课堂小结gRv 轻绳类轻杆类O绳O轨道师在一片欢呼声中，100 m决赛的冠军产生了同样是跑100 m的运动员，如何比较他们运动的快
13、慢呢?结论：（三）近视眼的成因和矫正（对比探究）安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹2产生条件：入射光的频率大于极限频率从上式可以看出，当物体(一般是粒子)的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量知识与技能3数据处理2相对论质量：mm01vc2.1速度师在物理学中物体运动的快慢用速度(velocity)表示同学们刚才求出的就是两名运动员各自的速度速度等于什么呢?(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关二、教学方法请同学们观看课前准备的录像资料：1爱因斯坦光电
14、效应方程h2是指管子顶部到箱底的竖直距离。眼睛和眼镜是人教版新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒让学生根据观察的实验现象，在小组内进行讨论、总结规律，教师深入到小组中参与学生的讨论，提出自己的看法，帮助学生进行总结。谢谢观看THANK YOU!
