高三物理圆周运动的动力学问题课件圆周运动的动力学问题.ppt

圆周运动动力学问题 一 考点分析 1 匀速圆周运动的向心力 考纲 级要求 2 重点 能在具体的圆周运动中 找出向心力的来源 归纳出解决匀速圆周运动问题的一般方法 难点 对物体正确地进行受力分析 找向心力的来源 三 即学即用 小球质量为m 用长为l的悬线固定在o点 在o点下方l 2处有一光滑圆钉c 如图所示 今把小球拉悬线呈水平后无初速地释放 当悬线呈竖直状态且钉相碰时 a 小球的速度突然增大b 小球的向心加速度突然增大c 小球的向心加速度不变d 悬线的拉力突然增大 二 基础梳理 四 例题分析 某游乐场中有一种叫 空中飞椅 的游乐设施 其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上 绳子下端连接座椅 人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋 若将人和座椅看成是一个质点 则可简化为如图所示的物理模型 其中p为处于水平面内的转盘 可绕竖直转轴oo 转动 设绳长l 10m 质点的质量m 60kg 转盘静止时质点与转轴之间的距离d 4m 转盘逐渐加速转动 经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动 此时绳与竖直方向的夹角 37 求质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力 五 跟踪练习 1 在光滑的圆锥漏斗的内壁 两个质量相同的小球a和b 分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动 其中小球a的位置在小球b的上方 如图所示 下列判断正确的是 a a球的速率大于b球的速率b a球的角速度大于b球的角速度c a球对漏斗壁的压力大于b球对漏斗壁的压力d a球的转动周期大于b球的转动周期 2 飞机俯冲拉起时 飞行员处于超重状态 即飞行员对座位的压力大于他所受的重力 这种现象也叫过荷 过荷会造成飞行员大脑缺血 四肢沉重 过荷过大时 飞行员还会暂时失明 甚至晕厥 飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力 如图所示是训练飞行员用的一种离心试验器 当试验器转动时 被训练人员根据测试要求 在试验舱内可取坐 卧等不同姿势 以测试离心作用对飞行员产生的影响 离心试验器转动时 被测验者做匀速圆周运动 现观察到图中的直线ab 即垂直于座位的直线 与水平杆成30 角 被测验者对座位的压力是他所受重力的多少倍 向心加速度多大 五 跟踪练习 六 应用与提高 分析赛车在水平弯道处拐弯时的受力 指出向心力的来源 分析火车如果在水平的弯道处拐弯时的受力 指出向心力的来源 如果转弯道的铁路是水平的 其内外轨道一样高时 g fn 六 应用与提高 实际情景中火车转弯时的受力分析如何 向心力来源 六 应用与提高 外轨略高于内轨 六 应用与提高 请对车在三种桥面上行驶时的受力情况的分析 指出向心力来源 解圆周运动问题的基本步骤 1 确定作圆周运动的物体作为研究对象 2 确定作圆周运动的轨道平面 圆心位置和半径 3 对研究对象进行受力分析画受力示意图 4 明确沿半径指向圆心的向心力的来源 写出f向表达式 5 根据向心力公式 列方程求解 二 方法归纳 一 考点分析 1 离心现象 级要求 1 物体做离心运动的条件做圆周运动的物体 由于本身的惯性 总有沿着圆周切线方向飞去的倾向 它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来 使物体同圆心的距离保持不变 一旦向心力突然消失 物体就沿切线方向飞去 离圆心越来越远 如用细绳拉着在光滑水平面做匀速圆周运动的小球 如果细绳突然断了 小球就沿切线方向飞去 用旋转的砂轮磨制刀具时 原来做匀速圆周的砂轮微粒 磨落后将沿切线飞去 2 离心运动现象做匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下 就做逐渐远离圆心的运动 这