鲁科物理必修2 第4章本章优化总结

欢迎进入物理课堂 本章优化总结 专题归纳整合 章末综合检测 本章优化总结 知识网络构建 知识网络构建 专题归纳整合 有一种叫 飞椅 的游乐项目 示意图如图4 1所示 长为L的钢绳一端系着座椅 另一端固定在半径为r的水平转盘边缘 转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动 当转盘以角速度 匀速转动时 钢绳与转轴在同一竖直平面内 与竖直方向的夹角为 不计钢绳的重力 求转盘转动的角速度 与夹角 的关系 图4 1 精讲精析 设转盘转动角速度为 时 由几何关系知 与竖直方向的夹角 的座椅到中心轴的距离R r lsin 以座椅为研究对象受力分析如图4 2所示 如图4 2 圆周运动中的临界问题的分析与求解方法 不只在竖直平面内的圆周运动中存在临界问题 其他许多问题中也存在临界问题 对这类问题的求解一般都是先假设某个量达到最大 最小的临界情况 从而建立方程求解 如图4 3所示 小球质量m 0 8kg 用两根长L 0 5m的细绳拴住并系在竖直杆上的A B两点 AB 0 8m 当竖直杆转动带动小球在水平面内绕杆以 40rad s的角速度匀速转动时 求上下两根绳上的张力 图4 3 精讲精析 以小球为研究对象 当 较小时 BC绳未被拉直 小球受重力mg 绳AC的拉力F1两个力作用做匀速圆周运动 当 较大时 BC绳被拉直 这时小球受重力mg AC绳拉力F1和BC绳拉力F2三个力作用做匀速圆周运动 本题属于哪种情况需进行判断 设BC绳刚好被拉直但仍无拉力时 小球做圆周运动的角速度为 0 绳AC与杆夹角为 如图4 4甲所示 图4 4 由 0知 BC绳已被拉直并有拉力 对小球受力分析 建立坐标系如图4 4乙所示 将F1 F2正交分解 则沿y轴方向 F1cos mg F2cos 0沿x轴方向 F1sin F2sin m 2r代入有关数据解得F1 325N F2 315N 答案 325N315N 方法总结 本题中当 0时为临界状态 当 0时 小球受两个力 37 当 0时 小球仍受两个力 但 37 且F1 mg cos 当 0时 小球受三个力 对这类有临界状态的问题必须先找出临界状态并作出判断 2010年高考重庆卷 小明站在水平地面上 手握不可伸长的轻绳一端 绳的另一端系有质量为m的小球 甩动手腕 使小球在竖直平面内做圆周运动 当球某次运动到最低点时 绳突然断掉 球飞行水平距离d后落地 如图4 5所示 已知握绳的手离地面高度为d 手与球之间的绳长为d 重力加速度为g 忽略手的运动半径和空气阻力 图4 5 1 求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2 2 问绳能承受的最大拉力多大 3 改变绳长 使球重复上述运动 若绳仍在球运动到最低点时断掉 要使球抛出的水平距离最大 绳长应为多少 最大水平距离为多少 从功和能的角度分析 解决问题 是物理学研究的重要方法和途径 应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性 例如与圆周运动相结合 要注意将所学知识融会贯通 综合应用 提高综合运用知识解决问题的能力 2011年潍坊高一检测 游乐场的过山车的运动过程可以抽象为如图4 6所示模型 弧形轨道下端与圆轨道相接 使小球从弧形轨道上端A点静止滑下 进入圆轨道后沿圆轨道运动 最后离开 试分析A点离地面的高度h至少要多大 小球才可以顺利通过圆轨道最高点 已知圆轨道的半径为R 不考虑摩擦等阻力 综上所述 圆周运动与力学的综合问题是高考的重点 可综合考查学生分析问题 解决问题的能力 1 主要形式有 1 各种运动形式相结合 2 与机械能守恒 动能定理相结合 2 求解关键 1 分清物理过程和阶段 2 正确的选择物理规律 3 挖掘隐含条件 联系两种运动的 桥梁 4 善于用能量的观点巧妙联系初 末状态 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全