江苏省常州市西夏墅中学高三物理“曲线运动”圆周运动中的临界问题（二）复习学案.doc

江苏省常州市西夏墅中学高三物理“曲线运动”圆周运动中的临界问题（二）复习学案【典型例题】二、竖直平面上圆周运动的临界问题 例1、轻绳oa长l=0.4m,在a端固定一小球，小球的质量m=2kg，以o点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动，(1)若要使小球恰好能在竖直面内完成圆周运动，则最高点处小球的速度应为多大？(2)当小球到达最高点时，小球的速度大小分别为v1=1m/s和v2=4m/s，小球能否通过最高点？若能，求在此位置时绳对小球的作用力的大小总结：物体在没有支撑物时，在竖直平面内做圆周运动 过最高点的临界条件： 能过最高点的条件：v 不能过最高点的条件： （实际上球还没到最高点时就脱离了轨道）例2、轻杆oa长l=0.m,在a端固定一小球，小球的质量m=2kg，以o点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动，(1)若要使小球恰好能在竖直面内完成圆周运动，则最高点处小球的速度应为多大？(2)当小球到达最高点时，小球的速度大小分别为v1=1m/s和v2=4m/s，求在此位置时杆对小球的作用力的大小和方向boa总结：物体在有支撑物时，在竖直平面内做圆周运动（1）小球要能过最高点，最高点的速度必须满足： （2）当v=0时，轻杆对小球的力的方向 ，大小 当v=时，轻杆对小球的力的方向 ，大小 当0v时，轻杆对小球的力的方向 ，大小 课堂训练1、小金属球质量为、用长的轻悬线固定于点，在点的正下方2处钉有一颗钉子，把悬线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬时(设线没有断)，则下列说法正确的是 （）a小球的角速度突然增大 b小球的线速度突然减小到零 c小球的向心加速度突然增大 d悬线的张力突然增大课堂训练2、(全国）如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过o点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）a、a处为拉力b处为拉力 b、a处为拉力b处为推力 c、a处为推力b处为拉力d、a处为推力b处为推力 课堂训练3、如图所示，长为2l的轻杆，两端各固定一小球，a球质量为m1，b球质量m2。过杆的中点o有一水平光滑固定轴，杆可绕轴在竖直平面内转动。当转动到竖直位置且a球在上端、b球在下端时杆的角速度为，此时杆对转轴的作用力为零，则a、b小球的质量之比为（ ）a1：1 【课后巩固】1、某人站在水平地面上，用手握住细绳的一端，绳的另一端拴着一石块，石块以手为为圆心在竖直平面内做圆周运动，则 ( )a、石块在最高点的向心加速度可以小于g，速度可能为零b、石块所受合力方向总是指向圆心c、石块速度方向总是沿着各点的切线方向d、石块运动到最低点时人对地面的压力比到最高点时对地面的压力大2、在质量为m的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到转轴的距离为r，如图919所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过：（ ）（a） （b） （c） （d）s图919分析：3、如图6所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为r，小球半径为r，则下列说法正确的是 （ ）a.小球通过最高点时的最小速度vmin=b.小球通过最高点时的最小速度vmin=0c.小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力d.小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力4、如图所示，长度l=0.50 m的轻质杆oa，a端固定一个质量为m=3.0 kg的小球，小球以o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2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时轻杆oa（ ）a.受到6.0 n的拉力 b.受到6.0 n的压力c.受到24 n的拉力 d.受到54 n的压力分析：5、如图所示，一轻杆一端固定在o点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，下列说法正确的是（ ）a.形变量越大，速度一定越大 b.形变量越大，速度一定越小c.形变量为零，速度一定不为零 d.速度为零，可能无形变6、竖直面内半径为r的圆周形轨道是飞机做飞行表演时留下的，当飞机通过最高点时，飞行员对座椅的压力恰好等于自身重力的3倍，则飞机的速率此时为_分析：7、如图所示，半径为r，内径很小的光滑半圆细管竖直放置，两个质量均为m的小球a、b，以不同的速率进入管内，若a球通过圆周最高点c，对管壁上部的压力为3mg，b球通过最高点c时，对管壁内、外侧的压力均为0，求a、b球落地点间的距8、如图4-3-10所示，质量为m的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的边长略大于小球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内以o点为圆心做半径为r的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，求：（1）若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力，则该同学拿着盒子做