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《2017-2018学年高中物理第二章匀速圆周运动习题课二圆周运动规律的应用课件教科版.pptx》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、课堂探究达标测评一、圆周运动问题的分析与计算1.解决匀速圆周运动问题的方法与步骤(1)基本思路:凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力,而物体所受的合外力刚好充当向心力,这是处理该类问题的基础.(2)明确研究对象:明确物体做匀速圆周运动的轨道平面.对研究对象进行受力分析,画出受力示意图.(3)列出方程:F合=m=mω2r=mr.(4)解方程求出结果.课堂探究核心导学·要点探究(1)做变速圆周运动的物体所受合力一般不指向圆心,这个合力F可以分解成互相垂直的两个分力,跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn.①Fn产生向心加速度与速度垂直,改变速度的方向.②Ft产生切向加速度,切向加速度与物体的
2、速度在一条直线上,它改变速度的大小.(2)解决变速圆周运动问题,依据的规律仍然是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公式,只是在公式Fn=m=mrω2=mr=4π2mn2r=mωv中,v,ω都是指该点的瞬时值.2.变速圆周运动及处理方法【典例1】(多选)有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶,做匀速圆周运动.如图所示,图中虚线表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h,下列说法中正确的是()A.h越高,摩托车对侧壁的压力将越大B.h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h越高,摩托车做圆周运动的周期将越大D.h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大〚思路
3、点拨〛(1)合外力提供向心力,即重力与支持力的合力是向心力的来源.合外力方向在水平面上.(2)摩托车做圆周运动的向心力取决于合外力.(3)h越高,摩托车做圆周运动的半径变大.BC解析:摩托车受力分析如图所示.由于N=,所以摩托车受到侧壁的压力与高度无关,保持不变,摩托车对侧壁的压力N'也不变,A错误;由F=mgtanθ=m=mω2r知h变化时,向心力F不变,但高度升高,r变大,所以线速度变大,角速度变小,周期变大,选项B,C正确,D错误.(教师备用)例1-1:(多选)如图所示,木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动,则下列说法中正确的有()A.从水平位置a到最高点b的过程中A的
4、向心加速度越来越大B.从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C.在a处时A对B的压力等于A的重力,A所受的摩擦力达到最大值D.在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力BCD解析:由于木块A在竖直平面内做匀速圆周运动,A的向心加速度大小不变,故选项A错误;从水平位置a到最高点b的过程中,A的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小,即此过程B对A的摩擦力越来越小,故选项B正确;在a处时A的向心加速度水平向左,竖直方向上A处于平衡,A对B的压力等于A的重力,A所受的摩擦力达到最大值,故选项C正确;在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量,此时A处于超重状态,B对A的支持力大于A的
5、重力,故选项D正确.例1-2:质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为()A.mω2RB.C.D.不能确定解析:小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动.这两个力的合力充当向心力,必指向圆心,如图所示.用力的合成法可得杆的作用力F==,根据牛顿第三定律,小球对杆的上端的反作用力F'=F,C正确.C二、竖直平面内的圆周运动小球分别在轻绳或轻杆的一端绕另一端(或在竖直光滑圆轨道约束下)在竖直平面内运动的情况下,受弹力和重力两个力的作用做变速圆周运动.这种情况下一般只研究小球过最低点和
6、最高点的情景.1.过最低点:小球运动到最低点时受向上的弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力充当向心力,N-mg=m.2.过最高点:在最高点时的受力特点可分为以下两种:模型临界条件最高点受力分析细绳牵拉的圆周运动小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,如图所示小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动,如图所示小球恰好过最高点:弹力(或拉力)为零,重力充当向心力,mg=m,可得:临界速度v=v>时,绳或轨道对小球产生向下的拉力或压力v=时,绳或轨道对小球刚好不产生作用力v<时,小球不能在竖直平面内做圆周运动,小球没有到达最高点就脱离了轨道模型临界条件最高点受力分析轻杆支撑型的圆周运动小球被一轻杆拉着在
7、竖直平面内做圆周运动,如图所示小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动,如图所示(1)小球恰好过最高点:由于杆和管能对小球产生向上的支持力,故小球在竖直面内做圆周运动的临界条件是最高点的速度恰好为零.(2)杆对球的弹力恰好为零:此时小球只受重力,重力充当向心力,mg=m,可得:临界速度v=v>时,杆或管的上侧产生向下的拉力或压力v=时,球在最高点只受重力,不受杆或管的作用力0≤v<时,杆或管的下侧产生向上的支持力
