高中物理 5.8《生活中的圆周运动》教案 新人教版必修2VIP专享VIP免费

5.8生活中的圆周运动解题基本思路：1.确定圆周运动的圆心与半径，找出圆周运动所需要的向心力；2.对物体受力分析，沿切向和法向建立坐标系将力分解，法向合力提供圆周运动的向心力；3．列；4．解方程。例1．如右图a、b、c三个物体放在旋转圆台上，最大静摩擦力均为重力的μ倍；a的质量为2m，b、c质量均为m，a、b离轴距离为R，c离轴距离为2R，则当圆台旋转时，若a、b、c均没滑动。则()A.C的向心加速度最大B.b物体受到的摩擦力最小C.若转速增大时，c比b光滑动D.若转速增大时，b比a先滑动例2．在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于多少？（用反三角函数表示）例3．一只半球壳，半径为R，截口水平。现有一物体A质量为m，位于半球面内侧，随半球面一起绕对称轴转动，如图所示。(1)若A与球面间动摩擦因数为μ，则物体刚好能贴在截口附近，这时球壳转动的角速度为多大？(2)若不考虑摩擦，则球壳以上述角速度转动时，物体A位于半球面内侧什么地方？例4．如图所示，在光滑的圆锥顶端，用长l＝2m的细绳悬一质量m＝1㎏的小球，圆锥顶角为2θ＝74°。求：（1）当小球以ω＝1rad/s的角速度绕圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。（2）当小球以ω＝5rad/s的角速度绕圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。例5．长为0.5m的轻杆（不计质量），OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量为m＝2kg的小球。求在下述的两种情况下，通过最高点时物体对杆的作用力的大小和方向。（1）杆做匀速圆周运动的转速为2.0；(2)杆做匀速圆周运动的转速为1.0r/s；(3)若杆改成绳，将会怎样?例6．飞机在竖直平面内做半径为400m的匀速圆周运动，其速率是150m／s，飞行员的质量为80kg，取g＝10m/s2，求（1）飞机在轨道最高点飞行员头朝下时，座椅对飞行员压力的大小及方向；（2）飞机在最低点飞行员头朝上时，飞行员对座椅的压力大小及方向。例7．一辆质量m＝2.0t的小轿车，驶过半径R＝90m的一段圆弧形桥面。求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？（g＝10m/s2）θω例8．甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80㎏，m乙＝40㎏，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m弹簧秤的示数为9.2N，下列判断中正确的是A．两人的线速度相同，约为40m/sB．两人的角速度相同，为6rad/sC．两人的运动半径相同，都是0.45mD．两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m例9．质量为m的小物体放在离地高度为H的旋转圆台的边缘，如图所示，圆台的半径为R，物体与圆台间的最大静摩擦力为fm。当圆台的旋转速度增大到某一值时，小物体将从圆台上滑出。求（1）小物体滑离圆台时的线速度；（2）小物体落地点与圆台中心间的水平距离。例10．如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求滑块在AB段运动过程中的加速度。例11．一质量为m的金属小球用长L的细线拴起，固定在一点O，然后将线拉至水平，在悬点O的正下方某处P钉一光滑钉子，如图所示，为使悬线从水平释放碰钉后小球仍做圆周运动，则OP的最小距离是多少？（取g＝10m/s2）