專題復(fù)習(xí)：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動.doc

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1、教學(xué)年級：高三年級3、6班.教學(xué)時(shí)間：2014年10月27日，第節(jié).課題專題:豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動課時(shí)2課型復(fù)習(xí)課教學(xué)資源多媒體課件鞏固案復(fù)習(xí)資料金榜新學(xué)案教學(xué)目標(biāo)1.了解豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動的特點(diǎn)。2.知道輕桿、輕繩、管道內(nèi)的小球做圓周運(yùn)動的臨界條件。3.掌握豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動的處理方法。教學(xué)重點(diǎn)1.繩、桿兩類模型中經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的受力特點(diǎn)分析。2．學(xué)會應(yīng)用牛頓定律和動能定理解決豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題。教學(xué)難點(diǎn)用牛頓定律和動能定理解決豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題教法與學(xué)法簡述教師引導(dǎo)，學(xué)生積極參與，互動教學(xué)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)二次備課

2、設(shè)計(jì)【知識回顧】豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的臨界問題由于物體在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的依托物(繩、輕桿、軌道、管道)不同,所以物體在通過最高點(diǎn)時(shí)臨界條件不同。1.繩或軌道圓周運(yùn)動問題要使小球恰好能在豎直平面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動,則通過最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)滿足:；2.桿或管道類問題（1）要使小球能通過最高點(diǎn),則小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)滿足:；（2）要使小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對支撐物的作用力為零,則小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)滿足:；【例題】半徑為R的光滑圓環(huán)軌道豎直放置，一質(zhì)量為m的小球恰能在此圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，求小球在軌道最低點(diǎn)處對軌道的壓力大小

3、。解析:小球通過最高點(diǎn)時(shí)：從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，運(yùn)用動能定理，引導(dǎo)學(xué)生分析:①小球在軌道最高點(diǎn)的受力情況和通過最高點(diǎn)的速度條件②小球在軌道最低點(diǎn)的速度和受力情況小球通過軌道最低點(diǎn)時(shí)解得：根據(jù)牛頓第三定律，球?qū)壍赖膲毫?mg；【變式1】如圖，一質(zhì)量為m的小球，放在一個內(nèi)壁光滑的封閉管內(nèi)，使其在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動.試分析(1)若小球恰好能通過最高點(diǎn)，則小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度；小球的受力情況(2)若小球在最低點(diǎn)受到管道的力為6mg，則小球在最高點(diǎn)的速度及受到管道的力是多少？解析：（1）小球在最高點(diǎn)時(shí)：v0=0；受

4、重力和支持力；從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，運(yùn)用動能定理，解得：（2）小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，由動能定理得：解得：受到管道的力為零【方法總結(jié)】求解豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題：“兩點(diǎn)一過程”是解決此類問題的基本思路。1.對最高點(diǎn)和最低點(diǎn)進(jìn)行受力分析，尋找向心力的來源，根據(jù)牛頓第二定律列方程；2.即在研究的某個過程中運(yùn)用能量觀點(diǎn)（動能定理、機(jī)械能守恒定律）列方程求解?！咀兪?】如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大圓環(huán)上的質(zhì)量為m的小環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)），從大圓環(huán)的最高處由靜止滑下，重力

5、加速度為g。當(dāng)小圓環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，求大圓環(huán)對輕桿拉力的大小.解析：小環(huán)在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，由動能定理得解得：對大環(huán)分析，有也可使用機(jī)械能守恒通常情況下，由于彈力不做功，只有重力（或其它力）對物體做功，因此，運(yùn)用能量觀點(diǎn)（動能定理、機(jī)械能守恒定律）和牛頓運(yùn)動定律相結(jié)合是解決此類問題的有效方法.【課堂練習(xí)】1.一質(zhì)量為m的小球恰好能在光滑的圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動，對于半徑不同的圓形軌道，小球通過軌道最高點(diǎn)時(shí)都恰好與軌道間沒有相互作用力.則隨著半徑R的增大，則小球通過最低點(diǎn)時(shí)對軌道的

6、壓力如何變化解析：對于半徑不同的圓形軌道，小球通過最高點(diǎn)時(shí)都有：從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，由動能定理知：最低點(diǎn)時(shí)：解得：故小球通過最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力沒有變化。2.長L=0.5m的輕桿，其一端連接著一個零件A，A的質(zhì)量m=2kg．現(xiàn)給A以某一速度，讓其在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，如圖所示：（1）若小球恰能做完整的圓周運(yùn)動，說出小球最高點(diǎn)的速率．（2）若當(dāng)A在最高點(diǎn)的速度為4m/s時(shí)，零件A對桿的作用力．另解：規(guī)定豎直向下為正方向，桿對A的作用力為F，則（1）若速度為1m/s，則，即桿對A的作用力為支持力，方向豎直向上

7、；（2）若速度為4m/s，則即桿對A的作用力為拉力，方向豎直向下；引導(dǎo)學(xué)生分析：當(dāng)A在最高點(diǎn)的速度為1m/s時(shí)，零件A對桿的作用力．(讓學(xué)生知道桿對小球的作用力可能是拉力、也可能是支持力)3.如圖，兩個3/4豎直圓弧軌道固定在同一水平地面上，半徑R相同，左側(cè)軌道由金屬凹槽制成，右側(cè)軌道由金屬圓管制成，且均可視為光滑．在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放，若兩小球均能到達(dá)軌道的最高點(diǎn),則小球釋放點(diǎn)距離地面的高度hA和hB至少為多少.解析：對于A球，在軌道的最高點(diǎn)：從A點(diǎn)到軌道的最高點(diǎn)，由動能定理知：解得即對

8、于B球，在軌道的最高點(diǎn)：故【鞏固訓(xùn)練】1.如圖所示，一質(zhì)量為0.5kg的小球，用0.4m長的細(xì)線拴住，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，求：（1）當(dāng)小球在圓上最高點(diǎn)速度為4m/s，細(xì)線的拉力F1是多少；（2）當(dāng)小球在圓上最低點(diǎn)速度為4m/s，細(xì)線的拉力F2是多少；（g=10m/s2）解析：（1）當(dāng)小球在圓上最高點(diǎn)時(shí)，由受力分析可得：解得（2）