物理：第五章《圆周运动》习题课课件(人教版必修2).ppt

圆周运动习题课,一、物体在水平面内的圆周运动,f静=F向,汽车在倾斜的路面转弯,mgtan = F向,水平路面上转弯,圆锥摆,G,mgtan= F向,水平圆盘上放置的物体,f静= F向,f,G,(N)F向,f,F,G,洗衣机脱水桶内的衣服,F = F向,例1. 汽车通过拱桥颗顶点的速度为10 ms时，车对桥的压力为车重的3/4。如果使汽车驶至桥顶时对桥恰无压力，则汽车的速度为 ( ） A、15 ms B、20 ms C、25 ms D、30ms,B,例2、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图2中A的运动半径较大，则（ ） AA球的角速度必小于B球的角速度 BA球的线速度必小于B球的线速度 CA球的运动周期必大于 B球的运动周期 DA球的筒壁的压力 必大于B球对筒壁的压力,图2,AC,圆周运动解题一般步骤：,（1）明确研究对象； （2）确定在哪个平面做圆周运动, 找圆心和半径； （3）确定研究的位置，受力分析，分析哪些力提供了向心力； (4）据向心力公式列方程。,例：试分析质量为m，沿竖直平面作半径为R的圆周运动的小球在下列四种情况中通过圆周最高点的最小速度。 （1）用绳拴着的小球在竖直平面内作圆周运动；,（1）,二、杆球、绳球模型,例：试分析质量为m，沿竖直平面作半径为R的圆周运动的小球在下列四种情况中通过圆周最高点的最小速度。 （2）小球沿竖直光滑轨道内壁做圆周运动；,二、杆球、绳球模型,例：试分析质量为m，沿竖直平面作半径为R的圆周运动的小球在下列四种情况中通过圆周最高点的最小速度。 （3）小球用轻杆支撑在竖直平面内作圆周运动；,二、杆球、绳球模型,例：试分析质量为m，沿竖直平面作半径为R的圆周运动的小球在下列四种情况中通过圆周最高点的最小速度。 （4）小球在竖直放置的光滑圆管内作圆周运动。,（4）,二、杆球、绳球模型,三、圆周运动的两种临界问题,（1） 绳的模型:如图所示，没有物体支承的小球，在竖直平面作圆周运动：,过最高点临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的作用。,由mg=mv2/R 得,能过最高点条件：vv临界,不能过最高点条件：v v临界,（2）杆的模型:,在最高点 mgFN=mv2/L,当v=0时， FN mg （ FN为支持力，方向和指向圆心方向相反), 当 时， FN随v增大而减小，且mg FN 0( FN仍为支持力),当 时， FN =0,当 时， FN随v增大 而增大，且FN 0（ FN为拉力， 方向指向圆心）,临界条件：硬杆支撑 最高点的临界速度为零,如图所示的有物体支承的小球,在竖直平面作圆周运动:,例2. 长度为L0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0ms，g取10ms2，则此时细杆OA受到 （ ） A、6.0N的拉力 B、6.0N的压力 C、24N的拉力 D、24N的压力,B,解法：小球在A点的速度大于 时，杆受到拉力，小于时，杆受压力。 V0= ms ms 由于v2.0 ms ms，我们知道：过最高点时，球对细杆产生压力。 小球受重力mg和细杆的支持力N 由牛顿第二定律 mgNm Nmgm 6.0N 故应选 B。,该页隐藏了,长L0.5m，质量可以忽略的的杆，其下端固定于O点，上端连接着一个质量m2kg的小球A，A绕O点做圆周运动（同图5），在A通过最高点，试讨论在下列两种情况下杆的受力： 当A的速率v11ms时 当A的速率v24ms时,o,A,巩固,1)16N,竖直向上；2）44N，竖直向下,水流星问题：,例3、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求 （1）桶在最高点水不流出的最小速率？ （2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2),2m/s, 6.25N,如图所示，有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板上小孔O的轻绳相连，用手拉着绳子另一端，使小球在水平板上绕O点做半径为a、角速度为的匀速圆周运动.求： （1）此时绳上的拉力有多大？ （2）若将绳子从此状态迅速放 松，后又拉直，使小球绕O做半 径为b的匀速圆周运动.从放松到 拉直这段过程经历了多长时间？ （3）小球做半径为b的匀速圆周运动时，绳子上的拉力又是多大？,例4、,解:,（1）绳子上的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，故有：F=m2a,（2）松手后小球将从沿圆周的切线方向做匀速直线运动.当绳在水平板上长为b时，绳又被拉紧（如图所示），小球运动的距离为,故,（3）在绳被拉紧的短暂过程中，球损失了沿绳的分速度，