高中物理第五章圆周运动习题课课件人教必修二

1、2021/8/11 星期三1圆周运动习题课2021/8/11 星期三2一、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NGF向mgtan = F向 水平路面上转弯圆锥摆 L mGF向mgtan= F向f静2021/8/11 星期三3水平圆盘上放置的物体f静= F向fG(N)F向fFG洗衣机脱水桶内的衣服F = F向F静2021/8/11 星期三4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、30msB2021/8/11 星期三5例2、一个内壁光滑的

2、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2AC2021/8/11 星期三6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。2021/8/11 星期三7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

3、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2021/8/11 星期三8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；（2）二、杆球、绳球模型2021/8/11 星期三9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；（3）二、杆球、绳球模型2021/8/11 星期三10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）

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2021/8/11 星期三11 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：RF2OF1mgmgv1v2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2021/8/11 星期三12（2）杆的模型:OmgvFN2LFN1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

5、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:2021/8/11 星期三13 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ALOm图5oAB2021/8/11 星期三14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

6、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2021/8/11 星期三15 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Lm图5oA 巩固 1)16N,竖直向上；2）44N，竖直向下2021/8/11 星期三16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

7、（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, 6.25N2021/8/11 星期三17 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？PF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=m2a2021/8/11 星期三18 （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bO