第二讲 圆周运动的动力学问题探究一、学习指导:求解圆周运动动力学问题的常用方法:求解圆周运动的核心步骤是分析受力、确定轨道平面及圆心
关键是在半径方向正确列出向心力公式
具体步骤为:(1)确定研究对象;(2)分析受力并画出质点在某个位置的受力图;(3)确定质点运动的轨迹平面,找出轨迹圆心;(4)以质点为坐标原点,沿着半径和切线方向建立坐标系;(5)将质点受到所有的力在半径和切线方向进行分解,找出向心力(半径方向的所有力的合力就是向心力),列出牛顿定律方程:,然后解方程
二、典例讲评【例 1】关于向心力的下列说法中正确的是( )A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B.做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的C.做圆周运动的物体,所受合力一定等于向心力D.做匀速圆周运动的物体,一定是所受的合外力充当向心力【例 2】狗拉雪橇沿位于水平面的圆弧形道路匀速率行驶,图 1 为 4 个关于雪橇受到的牵引力 F 及摩擦力 Ff的示意图(O 为圆心),其中正确的是( )图 1【例 3】甲、乙两名溜冰运动员 m 甲=70kg,m 乙=36 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图 2,两人相距 0
9 m,弹簧秤的示数为 21 N,下列判断正确的是( )A.两人的线速度相同,约为 1 m/s B.两人的角速度相同,为 1 rad/sC.两人的运动半径相同,为 0
45 m D.两人的运动半径不同,甲为 0
6 m,乙为 0
3 m【例 4】有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶,做匀速圆周运动
图 3 中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为 h
下列说法中正确的是( )A.h 越高摩托车对侧壁的压力将越大
B.h 越高摩托车做圆周运动的向心力将越大
C.h 越高摩托车做圆周运动的周期将越小
D.h 越高摩托车做圆周运动的