高中物理第2章研究圆周运动章末总结课件沪科版必修2

,第2章,章末总结,内容索引,知识网络构建, 重点知识探究,知识网络构建,R2,mR2,重点知识探究,一、圆周运动的动力学问题,1.分析物体的运动情况，明确圆周轨道在怎样的一个平面内，确定圆心在何处，半径是多大. 2.分析物体的受力情况，弄清向心力的来源，跟运用牛顿第二定律解直线运动问题一样，解圆周运动问题，也要先选择研究对象，然后进行受力分析，画出受力示意图. 3.由牛顿第二定律Fma列方程求解相应问题，其中F是指向圆心方向的 合外力(向心力)，a是向心加速度，即 或2r或用周期T来表示的形式.,例1 如图1所示，一根长为L2.5 m的轻绳两端分别固定在一根竖直棒上的A、B两点，一个质量为m0.6 kg的光滑小圆环C套在绳子上，当竖直棒以一定的角速度转动时，圆环C在以B为圆心的水平面上做匀速圆周运动(37，g10 m/s2)，则： (1)此时轻绳上的张力大小等于多少？,解析 对圆环受力分析如图 圆环在竖直方向所受合外力为零，得：Fsin mg，,图1,答案 10 N,答案,解析,(2)竖直棒转动的角速度为多大？,解析 圆环C在水平面内做匀速圆周运动，由于圆环光滑，所以圆环两端绳的拉力大小相等. BC段绳水平时，圆环C做圆周运动的半径rBC，,答案,解析,则：Fcos Fmr2，,二、圆周运动中的临界问题,1.临界状态：当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态，通常叫做临界状态，出现临界状态时，既可理解为“恰好出现”，也可理解为“恰好不出现”. 2.轻绳类：轻绳拴球在竖直面内做圆周运动，过最高点时，临界速度为v ，此时F绳0.,3.轻杆类： (1)小球能过最高点的临界条件：v0；,图2,图3,例2 如图4所示，AB为半径为R的光滑金属导轨(导轨厚度不计)，a、b为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点)，要使小球不脱离导轨，则a、b在导轨最高点的速度va、vb应满足什么条件？ 图4,答案,解析,解析 对a球在最高点，由牛顿第二定律得：,要使a球不脱离轨道， 则Na0 ,对b球在最高点，由牛顿第二定律得：,要使b球不脱离轨道， 则Nb0 ,针对训练 如图5所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保 持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为 (设最大静摩擦力等于滑动 摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10 m/s2，则的最大值是 A. rad/s B. rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s,答案,解析,图5,解析 当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大， 由牛顿第二定律得：mgcos 30mgsin 30m2r,三、圆周运动与平抛运动结合的问题,如图6所示，一水平轨道与一竖直半圆轨道相接，半圆轨道半径为R1.6 m，小球沿水平轨道进入半圆轨道，恰能从半圆轨道顶端水平射出.求：(g取10 m/s2) (1)小球射出后在水平轨道上的落点与出射点的水平距离；,答案 3.2 m,答案,解析,图6,解析 因为小球恰能从半圆轨道顶端水平射出，,水平射出后小球做平抛运动，则有：,水平方向：sv0t 所以解得s3.2 m,(2)小球落到水平轨道上时的速度大小.,解析 因为：vygt8 m/s,答案,解析,例4 如图7所示，一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面高h6 m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g10 m/s2) (1)绳子断时小球运动的角速度为多大？,答案 8 rad/s,答案,解析,图7,解析 设绳断时角速度为，由牛顿第二定律得， Tmgm2L 代入数据得8 rad/s.,(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平