【新步步高】2014-2015学年高二物理教科版必修二课件：第二章圆周运动习题课[数理化网]VIP免费

第二章匀速圆周运动第二章圆周运动习题课学习目标定位熟练掌握圆周运动各物理量的关系.熟悉掌握向心力、向心加速度的公式．会分析圆周运动所需向心力的来源.会分析轻绳、轻杆模型在竖直面内圆周运动的临界问题.学习探究区一、描述圆周运动的各物理量间的关系二、向心力来源的分析三、竖直面内的“绳杆模型”的临界问题一、描述圆周运动的各物理量间的关系描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、转速等；它们之间的关系为：2222nrrrnTT＝＝，＝＝＝v这些关系不仅在物体做匀速圆周运动中适用，在变速圆周运动中也适用，此时关系式中各量是瞬时对应的．一、描述圆周运动的各物理量间的关系例1如图，光滑的水平面上固定着一个半径在逐渐减小的螺旋形光滑水平轨道，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，下列物理量中数值将减小的是()A．周期B．线速度C．角速度D．向心加速度A=rv解析线速度大小不变2=rTv2=arv返回二、向心力的来源分析向心力可以是弹力、摩擦力，也可以是物体受到的合外力或某个力的分力但只有在匀速圆周运动中，向心力才等于物体所受的合外力；在变速圆周运动中，向心力不等于物体所受到的合外力，而是等于物体沿圆心方向的合外力．返回例2如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则()A．物块始终受到三个力作用B．物块受到的合外力始终指向圆心C．在c、d两个位置，物块所受支持力N有最大值，摩擦力f为零D．在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N＝mg解析mgNf受三个力N＝mgmgN受两个力N＞mg合力指向圆心Nmg受两个力N＜mgc点支持力最小，d点支持力最大受力相似，摩擦力提供向心力BD三、竖直面内的“绳杆模型”的临界问题1．轻绳模型(如图所示)(1)绳(内轨道)施力特点：只能施加向下的拉力(或压力)．(3)在最高点的临界条件T＝0，此时mg＝m，则v＝.2rvgr①v＝时，拉力或压力为零．gr②v>时，小球受向下的拉力或压力．gr③v<时，小球不能达到最高点．即轻绳的临界速度为.grgr临＝v(2)在最高点的动力学方程T＋mg＝mv2r三、竖直面内的“绳杆模型”的临界问题2．轻杆模型(如图所示)(1)杆(双轨道)施力特点：既能施加向下的拉力，也能施加向上的支持力．当v＝0时，mg＝N，球恰好到达最高点．(3)杆类的临界速度为v临＝0.(2)在最高点的动力学方程v＞时，N＋mg＝m，杆对球有向下的拉力，且随v增大而增大．gr2rvv＝时，mg＝m，杆对球无作用力．gr2rvv＜时，mg－N＝m，杆对球有向上的支持力．gr2rv返回例3如图所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球，试管的开口端与水平轴O连接．试管底与O相距5cm，试管在转轴带动下在竖直平面内做匀速圆周运动．g取10m/s2求：(1)转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍？(2)转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球与试管底脱离接触的情况？典例精析21mgFmr+=解析(1)mg2Fmg1F在最高点：在最低点：22Fmgmr-=213FF=联立解得：20rad/s=返回压力最小压力最大（2）在最高点：压力为零20mgmr＞0gr＜Þ返回针对训练如图所示，质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端，绕轻杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动．球转到最高点A时，线速度的大小为，此时()A．杆受到mg的拉力B．杆受到mg的压力C．杆受到mg的拉力D．杆受到mg的压力mgT解析2+=Tmgmlv以小球为研究对象设其受到向下的拉力2=Tmmgl－v代入数据，得1=2Tmg121232322gl由牛顿第三定律知杆受到mg的压力12B球受到的是支持力自我检测区1231231．(圆周运动各物理量的关系)如图所示，靠摩擦传动匀速转动的大小两轮接触面互不打滑，大轮的半径是小轮的2倍，A、B分别为大小两轮边缘上的点．则轮上A、B两点()A．线速度的大小相等B．角速度相等C．向心加速度相等D．周期相等AAABB=rrBAAB2=1rr：Þ=解析线速度相等AAABBBAB21=arra：Þ==vvAABB1=2TrTr：Þ=1232．(向心力来源分析)如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在...