圆周运动问题例析精讲

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,欢迎各位专家同行莅会指导,4.3.2,圆周运动问题例析,第四章 曲线运动,高三物理第一轮复习,牛顿,一、选用恰当公式分析物理过程,例1一小球质量为m,用长为L的悬绳不行伸长,质量不计固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一颗钉子,如下图,将悬线沿水平方向拉直无初速释放后,当悬线遇到钉子后的瞬间:,A小球线速度没有变化,B小球的角速度突然增大到原来的2倍,C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍,D悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍,点评此题只要分析出悬线遇到钉子前后的瞬间物理量的变化状况,问题就很好解了,因而,要依据题目的条件分析物理过程后再选用恰当公式,不能随便乱套公式。,A、B、C,O L,练习1:如下图,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量一样的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则,A球A的线速度肯定大于球B的线速度,B球A的角速度肯定小于球B的角速度,C球A的运动周期肯定小于球B的运动周期,D球A对筒壁的压力肯定大于球B对筒壁的压力,一、选用恰当公式分析物理过程,点评此题只要分析出两个小球的向心力相等,问题就很好解了,因而,找到两个物体物理量间的联系是解题的关键;再选用恰当公式求解。,A、B,二、挖掘题目中的隐含条件,例2如下图,轻细杆可绕光滑的水平轴O在竖直平面内转动,杆的两端各固定一个质量均为m=1kg的小球A和B,球心到O的距离分别为AO=0.8m,BO=0.2m,A球转到最低点时速度为VA=4m/s,问此时A、B对细杆的作用力的大小方向如何?g=10m/s2,B,O,A,对,B,球:设杆对球的作用力向下,则,F,B,+mg=mV,B,2,/OB,解出:,F,B,=-5N,,,点评此题涉及到两个物体,按常规要分别争论各个物体,分别列出方程,此时还不能求解,必需还要找到两个物体联系的量再列一个方程才能求解,因而,找到两个物体物理量间的联系是解题的关键;此题中两球固定在一轻杆上,它们的角速度一样是个隐含条件。,二、挖掘题目中的隐含条件,解析两球固定在一轻杆上,它们的角速度一样,由此可知:VA=4m/s时VB=1m/s,对,A,球:,F,A,-mg=mV,A,2,/OA,解出:,F,A,=30N,,,于是,B,球对细杆的力大小为,5N,,方向向下,于是,A,球对细杆的力大小为,30N,,方向向下,练习2:质量相等的小球A、B分别固定在轻杆OB的中点及端点,当杆在光滑水平面上绕O点匀速转动,如下图,求杆的OA段及AB段对球的拉力之比?,二、挖掘题目中的隐含条件,解析A、B小球受力如下图,在竖直方向上A与B处于平衡状态。在水平方向上依据匀速圆周运动规律:TA-TB=m2OA,TB=m2OB,OB=2OA,解之得:TATB=32,点评此题是连接体问题,求解时要一个一个地争论,对每一个物体列方程,用两个物体物理量间的联系再列方程,联立方程求解。,3:2,三、抓住物理过程中的临界状态,例3如下图,在质量为M的电动机上,装有质量为的偏心轮,偏心轮转动的角速度为,当偏心轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零;则偏心轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?,解析,设偏心轮的重心距转轴,偏心轮等效为用一长为的细杆固定质量为,(,轮的质量,),的质点,绕转轴转动,轮的重心在正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力,即:,F=M,当偏心轮的重心转到最低点时,电动机对地面的压力最大.,对偏心轮有:F”-mg=m2r ,对电动机,设它所受支持力为N,N=F”+Mg ,由、解得N=2(M+m)g,由牛顿第三定律得,电动机对地面的最大压力为2(M+m)g,依据牛顿第三定律,此时轴对偏心轮的作用力向下,大小为F=M,其向心力为:F+mg=m2r ,由得偏心轮重心到转轴的距离为:,r=(M+m)g/(m2),三、抓住物理过程中的临界状态,例3如下图,在质量为M的电动机上,装有质量为的偏心轮,偏心轮转动的角速度为,当偏心轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零;则偏心轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?,点评此题中电动机和偏心轮组成一个系统,电动机对地面刚好无压力,是偏心轮运动的结果,因而把它们隔离开来进展争论思路比较清晰;先以电动机为争论对象,再以偏心轮为争论对象,分别列方程,再利用牛顿第三定律把它们联系起来即可求解;关键是要找出最高点和最低点这两个临界状态,分别进展争论。,练习3:如下图,用细绳一端系着的质量为M=1kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=1kg的小球B,假设A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N,转盘绕中心O旋转的角速度=2rad/s,为使小球B保持静止,求A的重心到O点的距离r的取值范围取g=10m/s2,三、抓住物理过程中的临界状态,解析:要使B静止,A必需相对于转盘静止具有与转盘一样的角速度A需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成半径r取最大值时,A有离心趋势,静摩擦力指向圆心O;半径r取最小值时,A有向心运动的趋势,静摩擦力背离圆心O,对于B,T=mg,对于A,,所以,用牛顿定律解决物理问题的,一般程序,争论对象是前提,受力分析是关键,过程分析是核心,列出方程是目的,课后作业,高考零距离第60页力量训练3、4、5题,欢迎各位专家同行莅会指导,
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