物理：第五章《圓周運動》習題課課件(人教版必修2).ppt

圓周運動習題課,一、物體在水平面內的圓周運動,f靜=F向,汽車在傾斜的路面轉彎,mgtan = F向,水平路面上轉彎,圓錐擺,G,mgtan= F向,水平圓盤上放置的物體,f靜= F向,f,G,(N)F向,f,F,G,洗衣機脫水桶內的衣服,F = F向,例1. 汽車通過拱橋顆頂點的速度為10 ms時，車對橋的壓力為車重的3/4。如果使汽車駛至橋頂時對橋恰無壓力，則汽車的速度為 ( ） A、15 ms B、20 ms C、25 ms D、30ms,B,例2、一個內壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，有質量相等的小球A和B沿著筒的內壁在水平面內做勻速圓周運動，如圖2中A的運動半徑較大，則（ ） AA球的角速度必小于B球的角速度 BA球的線速度必小于B球的線速度 CA球的運動周期必大于 B球的運動周期 DA球的筒壁的壓力 必大于B球對筒壁的壓力,圖2,AC,圓周運動解題一般步驟：,（1）明確研究對象； （2）確定在哪個平面做圓周運動, 找圓心和半徑； （3）確定研究的位置，受力分析，分析哪些力提供了向心力； (4）據向心力公式列方程。,例：試分析質量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運動的小球在下列四種情況中通過圓周最高點的最小速度。 （1）用繩拴著的小球在豎直平面內作圓周運動；,（1）,二、桿球、繩球模型,例：試分析質量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運動的小球在下列四種情況中通過圓周最高點的最小速度。 （2）小球沿豎直光滑軌道內壁做圓周運動；,二、桿球、繩球模型,例：試分析質量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運動的小球在下列四種情況中通過圓周最高點的最小速度。 （3）小球用輕桿支撐在豎直平面內作圓周運動；,二、桿球、繩球模型,例：試分析質量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運動的小球在下列四種情況中通過圓周最高點的最小速度。 （4）小球在豎直放置的光滑圓管內作圓周運動。,（4）,二、桿球、繩球模型,三、圓周運動的兩種臨界問題,（1） 繩的模型:如圖所示，沒有物體支承的小球，在豎直平面作圓周運動：,過最高點臨界條件：繩子和軌道對小球剛好沒有力的作用。,由mg=mv2/R 得,能過最高點條件：vv臨界,不能過最高點條件：v v臨界,（2）桿的模型:,在最高點 mgFN=mv2/L,當v=0時， FN mg （ FN為支持力，方向和指向圓心方向相反), 當 時， FN隨v增大而減小，且mg FN 0( FN仍為支持力),當 時， FN =0,當 時， FN隨v增大 而增大，且FN 0（ FN為拉力， 方向指向圓心）,臨界條件：硬桿支撐 最高點的臨界速度為零,如圖所示的有物體支承的小球,在豎直平面作圓周運動:,例2. 長度為L0.5m的輕質細桿OA，A端有一質量為m3.0kg的小球，如圖所示，小球以O點為圓心在豎直平面內做圓周運動，通過最高點時小球的速率是2.0ms，g取10ms2，則此時細桿OA受到 （ ） A、6.0N的拉力 B、6.0N的壓力 C、24N的拉力 D、24N的壓力,B,解法：小球在A點的速度大于 時，桿受到拉力，小于時，桿受壓力。 V0= ms ms 由于v2.0 ms ms，我們知道：過最高點時，球對細桿產生壓力。 小球受重力mg和細桿的支持力N 由牛頓第二定律 mgNm Nmgm 6.0N 故應選 B。,該頁隱藏了,長L0.5m，質量可以忽略的的桿，其下端固定于O點，上端連接著一個質量m2kg的小球A，A繞O點做圓周運動（同圖5），在A通過最高點，試討論在下列兩種情況下桿的受力： 當A的速率v11ms時 當A的速率v24ms時,o,A,鞏固,1)16N,豎直向上；2）44N，豎直向下,水流星問題：,例3、繩系著裝水的桶，在豎直平面內做圓周運動，水的質量m=0.5kg，繩長=40cm.求 （1）桶在最高點水不流出的最小速率？ （2）水在最高點速率=3m/s時水對桶底的壓力？(g取10m/s2),2m/s, 6.25N,如圖所示，有一質量為m的小球P與穿過光滑水平板上小孔O的輕繩相連，用手拉著繩子另一端，使小球在水平板上繞O點做半徑為a、角速度為的勻速圓周運動.求： （1）此時繩上的拉力有多大？ （2）若將繩子從此狀態(tài)迅速放 松，后又拉直，使小球繞O做半 徑為b的勻速圓周運動.從放松到 拉直這段過程經歷了多長時間？ （3）小球做半徑為b的勻速圓周運動時，繩子上的拉力又是多大？,例4、,解:,（1）繩子上的拉力提供小球做勻速圓周運動的向心力，故有：F=m2a,（2）松手后小球將從沿圓周的切線方向做勻速直線運動.當繩在水平板上長為b時，繩又被拉緊（如圖所示），小球運動的距離為,故,（3）在繩被拉緊的短暫過程中，球損失了沿繩的分速度，