2013高考物理 重点难点例析 专题3 曲线运动中的动力学问题

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1、专题三曲线运动中的动力学问题重点难点1．类平抛运动：求解的方法是利用运动的合成和分解法进行分析：在初速度方向加速度为零，以初速度做匀速直线运动；在垂直于初速度方向有一个恒定的加速度，做静止开始的匀加速直线运动，加速度的大小由合外力决定．通常应结合运动的合成和分解的运动学规律进行求解．2．圆周运动中的向心力：向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力向心力是按力的作用效果来命名的，故在分析做圆周运动的物体受力时，切不可在性质力上再添加一个向心力，但对各种情况下向心力的来源应明确．圆周运动中的动力学方程即将牛顿第二定律应用于圆周运动，由于向心加速度

2、表示不同，有以下各种情况，解题时应根据已知条件进行选择．F=m=mrω2=mω=mr=4π2mrf23．圆周运动中的临界问题:（1）没有别的物体支持的质点做圆周运动，如细绳系着的物体或沿圆环内壁运动的物体在竖直平面内做圆周运动，在通过轨道最高点时的速度的临界值为υ=．当υ≥时，物体能通过最高点;当υ＜时，物体还没有到最高点时，就脱离了轨道．（2）受别的物体约速的质点做圆周运动，如套在圆环上的物体，有轻杆或管约束的物体在竖直平面内做圆周运动，当通过最高点时，物体通过最高点的速度可以为任何值，即υ≥0．当υ＞时，环、杆或管对物体的作用力方向向下；当υ=时，没有作用力；当0＜υ＜

3、时，作用力方向向上．规律方法【例1】如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转台转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为（　B　）A．0　　　　B．小于kmgR　　　　C．等于kmgR　　　　D．大于kmgR训练题如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端固定有一个质量为m的小球．使小球在水平面内作半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到球对杆的作用力大小为（C）A．mω2R　　　　B．m　　　　C

4、．m　　　　D．不能确定　　【例2】如图所示，线的上端固定，下端系一小球，将小球与线拉到一水平位置后从静止开始释放，求小球的摆线运动到与水平方向成多大角度时，球获得最大的竖直分速度?（反三角函数表示）．【解析】设小球从线水平开始转过角度θ时，速度为v，此过程中机械能守恒，则有：mglsinθ=mυ2，得：υ2=2glsinθ此时小球受重力mg和线的拉力FT，如图所示，在沿绳方向，由牛顿第二定律有：FT-mgsinθ=m，代入υ2得：FT=3mgsinθ小球在竖直方向先加速后减速，当小球在竖直方向的加速度为零时，可获得最大的竖直分速度，即：FTsinθ-mg=0，代入Ft可得

5、sin2θ=即当θ=arcsin（）时，小球获得竖直方向最大的分速度．训练题如图所示，已知瓦特节速器上有固定有重球的两根棒，棒长各为20cm，电机在运动转时，两棒与竖直的转轴AB之间夹角为60°，如图所示，求此时节速器的转速为多少?答案：n=96r/min【例3】如图所示，水平转台上放有质量均为m的两小物块A、B，A离转轴距离为L，A、B间用长为L的细线相连，开始时A、B与轴心在同一直线上，线被拉直，A、B与水平转台间最大静摩擦力均为重力的μ倍，当转台的角速度达到多大时线上出现张力wh当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?【解析】线上刚开始出现张力时，B受的最大静摩擦

6、力刚好充当向心力，即：μmg=mω2（2L），得ω=当A所受摩擦力达到最大静摩擦力时，A开始滑动，设此时线中张力为F，由牛顿第二定律，对A有：μmg-F=mω′2L对B有：F+μmg=mω′2（2L）由上述两式有：ω′=即当转台的角速度达到时，线上开始出现张力，当角速度达到时，A开始滑动．训练题如图所示，细绳一端系看质量M=0.6kg的物体静止于水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2m，设M和水平面间的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态？（取g=10m/s2）答案：2。9r/

7、s≤ω≤6。5r/s能力训练1．如图，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，正确的是　（C）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．形变是为零，速度一定不为零　　　　D．速度为零，可能无形变2．如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等，为m，A处物块的质量为2m；A