【随堂优化训练】高中物理 第二章 章末整合课件 粤教版必修2.ppt

r 2r m 2r 突然消失 不足以 专题一竖直平面内的圆周运动的临界问题1 轻绳模型 如图2 1甲 乙所示为没有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点时的情形 1 能过最高点的临界条件 在最高点 绳子或轨道对小球 绳对球产生拉力 轨道对球产生压力 3 不能过最高点的条件 在最高点 v v临界 实际上球还 没到达最高点时就脱离了圆周轨道 图2 1 2 轻杆模型 如图丙所示 小球与轻质杆相连 杆与绳不同 它对小球 产生的作用力n 既可以是拉力也可以是压力 1 能过最高点的临界条件 在最高点 v临界 0 此时有支 持力n mg 例1 一细杆与水桶相连 水桶中装有水 水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动 如图2 2所示 水的质量m 0 5kg 水的重心到转轴的距离l 50cm 取g 10m s2 不计空气阻力 求 1 若在最高点水不流出来 求桶的最小速率 2 若在最高点水桶的速率v 3m s 求水对桶底的压力 图2 2 解 1 以水桶中的水为研究对象 在最高点恰好不流出来 说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力 此时桶的速率最小 有 2 在最高点 水具有向下的向心加速度 其向心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定 做圆周运动所需的向心力也随之增大 由于v 3m s v0 2 24m s 因此 当水桶在最高点时 水所受重力已不足以提供水做圆周运动所需的向心力 此时桶底对水有向下的压力 设为f1 则由牛顿第二定律得代入数据可得f1 4n由牛顿第三定律知 水对桶底的压力为4n 触类旁通 1 如图2 3所示 长度为l 0 5m的轻质杆oa a端固定一个质量为m 3kg的小球 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2m s 取g 10m s2 则此时轻杆oa a 受到6n的拉力b 受到6n的压力c 受到24n的拉力d 受到54n的压力 图2 3 答案 b 专题二 水平面内的圆周运动问题 物体在水平面内做匀速圆周运动 则它在竖直方向上受力平衡 在水平方向上受到的合外力提供它做圆周运动所需的向心力 常见的类型如下 1 与弹力有关的在水平面内的圆周运动 如图2 4所示 图2 4 2 与摩擦力有关的在水平面内的圆周运动 如图2 5所示 3 汽车转弯时在水平面内的圆周运动 如图2 6所示 图2 5 图2 6 例2 双选 在双人花样滑冰运动中 有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面 如图2 7所示 目测体重为g的女运动员做圆锥摆运动时 身体和水平冰面的夹角约为30 重力加速度为g 则估算 得该女运动员 图2 7 答案 bc 触类旁通 2 双选 如图2 8所示 物块在水平圆盘上 与圆盘一 起绕固定轴匀速运动 下列说法中正确的是 a 物块处于平衡状态b 物块受三个力的作用c 当角速度一定时 物块到转轴的距离越远 物块越容易脱离圆盘 d 当物块到转轴的距离一定时 物块运动周期越小 越不容易脱离圆盘 图2 8 解析 对物块受力分析可知 物块受竖直向下的重力 垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力的作用 合力提供向心力 a错误 b正确 根据向心力公式f m