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时间:2019-01-13
《高中物理 模块要点回眸8 圆锥摆模型及其拓展应用 新人教版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第8点 圆锥摆模型及其拓展应用1.圆锥摆结构和运动模型如图1所示,一根不可伸长的绳,一端固定在O1点,另一端拴一小球(可视为质点),给小球一水平初速度,不计空气阻力,小球在水平面内做匀速圆周运动.图12.提供的向心力(1)可认为绳子对小球的拉力和小球的重力的合力提供向心力.(2)也可认为是绳子拉力在水平方向的分量提供向心力.3.线速度和绳长的关系(如图2所示)设小球的质量为m,悬线与竖直方向的夹角为θ,绳长为l,则小球做圆周运动的半径为r=lsinθ.由牛顿第二定律得mgtanθ=m.所以v==.非常感谢上级领导对我的信任,这次安排我向
2、股份公司述职,既是对我履行职责的监督,也是对我个人的关心和爱护,更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。图24.拓展(1)光滑漏斗上小球的圆周运动.如图3.(2)火车转弯问题.如图4. 图3 图4对点例题 长为L的细线,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图5所示,摆线与竖直方向的夹角为α,求:图5(1)线的拉力大小;(2)小球运动的线速度的大小;(3)小球运动的周期.解题指导 对小球受力分析如图所示,小球受重力mg和线的拉力FT作用,
3、这两个力的合力mgtanα指向圆心,提供向心力,由受力分析可知,细线拉力FT=.由Fn=m=mω2R=m=mgtanα,半径R=Lsinα,得v==sinα,T=2π.答案 见解题指导非常感谢上级领导对我的信任,这次安排我向股份公司述职,既是对我履行职责的监督,也是对我个人的关心和爱护,更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。如图6所示,质量为1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点,O点距地面竖直距离为1m,如果使小球绕OO′竖直轴在水平面内做圆周运动,若细线最大承受拉力为12.5N,(g=10m/s2)求:图6(1)当
4、小球的角速度为多大时,细线将断裂;(2)线断裂后小球落地点与悬点的水平距离.答案 (1)5rad/s (2)0.6m解析 (1)当细线承受的拉力恰为最大时,对小球受力分析,如图所示:竖直方向FTcosθ=mg,解得θ=37°向心力F向=mgtan37°=mω2Lsin37°解得ω=5rad/s.(2)线断裂后,小球做平抛运动,则其平抛运动的初速度为v0=ωLsin37°=1.5m/s竖直方向:y=h-Lcos37°=gt2水平方向:x=v0t解得d==0.6m.非常感谢上级领导对我的信任,这次安排我向股份公司述职,既是对我履行职责的监督
5、,也是对我个人的关心和爱护,更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。
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