沪教版高中物理必修二第9讲：圆周运动的实际问题(学生版)

《沪教版高中物理必修二第9讲：圆周运动的实际问题(学生版)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、圆周运动的实际问题«大脑体冕)*作业完成視，妙教学目标)1.掌握圆周运动的基本公式和规律2.学会分析圆周运动题型，建立解题模型和方法°痔趣味引口心知识梳理)一、基本公式和规律：1•描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：物理量意义、方向公式、单位线速度描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(V)方向与半径垂直，和圆周相切AIv_Zt_单位：m/s角速度描述物体绕圆心转动快慢的物理量(3)②中学不研究其方向A92n⑴—T②单位:rad/s周期和转速周期是物体沿圆周运动一圈的时间(T)转速是物体

2、在单位时间内转过的圈数((n),也叫频率(f)周期与频率的关系为T=T=；单位：sn的单位、f的单位：Hz向心加速度描述速度方向变化快慢的物理量Q”②方向指向=单位：m/s2向心力作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小方向指向圆心.Fn=mV2=m——=r②单位：N匀速周运动相关性质:(1)定义:物体沿圆周运动，并且线速度大小处处相等的运动.⑵匀速圆周运动的特点速度大小不变而时刻变化的变速曲线运动.只存在向心加速度，不存在切向加速度.合外力即产生向心加速度的力，充当向心力⑶条件：合外力大小—,方向始终与垂直且指向周

3、运动的动力学分析1.向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是儿个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.2.向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置.(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.3.解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象.(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平而、圆心、半径等.(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源.(4)据牛顿运动定律及向心力

4、公式列方程.(5)求解、讨论.珏典例讲练)类型一：平面圆周运动应用例1：如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2.求：(1)物块做平抛运动的初速度大小Vo；(2)物块与转台间的动摩擦因数u.规律总结：⑴无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径方向指向圆心的合力均为向心力.(2)当采用正交分解法分析向心力

5、的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径方向指向圆心.变式练习一：如图所示，"旋转秋千"屮的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()A.A的速度比B的大B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小类型二：斜面圆周运动题型分析例2.(2015淮州中学四月调研)如图所示,用一根长为/=lm的细线,一端系一质量为m=lkg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶

6、端，锥面与竖直方向的夹角臼=37。，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为e时，细线的张力为卩仗取10in/s12,结果可用根式表示)求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60。，则小球的角速度少‘为多大?变式练习一：如图所示，在倾角为e的光滑斜面上，有一长为I的细线，细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜而上做完整的圆周运动，已知0点到斜面底边的距离Soc=L,求：⑴小球通过最高点A时的速度vA；⑵小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；⑶小球运动到A点或

7、B点时细线断裂，小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等，则I和L应满足什么关系?变式练习二：如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕英屮心轴00,转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分別为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块.求：变式练习三：如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着內壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运(A.球A的角速度一定大于球B的角速度B.球A的线速度一定大于球B的线速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的

8、压力类型三：竖直圆周运动：“轻绳模型”与“轻杆模型”题型分析轻绳模型轻杆模型常见类型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球B©过最高点的临界条件由mg=m厂得5=0讨论分析⑴过最高点