高三學(xué)生__圓周運(yùn)動(dòng)習(xí)題2.ppt

第5章 圓周運(yùn)動(dòng),五、運(yùn)用牛頓定律研究圓周運(yùn)動(dòng) 步驟： 明確研究對象，對它進(jìn)行受力分析 正交分解，力分解在向心方向和切線方向。 ,1火車轉(zhuǎn)彎問題,5鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還取決于火車在彎道上的行駛速率下列表格中是鐵路設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊中彎道半徑r及與之對應(yīng)的軌道的高度差h,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達(dá)式，并求出當(dāng)r440m時(shí)，h的設(shè)計(jì)值； (2)鐵路建成后，火車通過彎道時(shí)，為保證絕對安全，要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力，又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計(jì)值為L1435 mm，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率v(以km/h為單位，結(jié)果取整數(shù))(路軌傾角很小時(shí)，正弦值按正切值處理)； (3)隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊鬄榱颂岣哌\(yùn)輸力，國家對鐵路不斷進(jìn)行提速，這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高請根據(jù)上述計(jì)算原理和上述表格分析提速時(shí)應(yīng)采取怎樣的有效措施,2豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 細(xì)繩拉著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),A：TA+mg= TA= -mg vA至少= B：TB+mgcos= TB= -mgcos vB至少= C：TC= TC= vC至少=0 D：TD-mgcos= TD= +mgcos vD至少=0,E：TE-mg= TE= +mg vE至少=0,最高點(diǎn)至少速度的分析： 若v減小，則需要的向心力減小， 提供的向心力也減?。?mg不變要使T減小則v減小 ，當(dāng)T=0時(shí)， 對應(yīng)的v最小。,最大拉力差： T=6mg,結(jié)論： 細(xì)繩拉著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，上半個(gè)圓周需要至少的速度，而且越高對速度的要求越高，過了最高點(diǎn)，小球就一定能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。 繩子的拉力，越下方越大，最低點(diǎn)繩子承受的拉力最大，若在最低點(diǎn)繩子不斷，其它位置不可能斷。 內(nèi)軌道上的圓周運(yùn)動(dòng)同理。,外軌道上的物體，速度過大要飛離。 同理可得：vA vB,6兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一水平面，如圖所示?，F(xiàn)將質(zhì)量相同的兩個(gè)小球，分別從兩個(gè)碗的邊緣處由靜止釋放（小球半徑遠(yuǎn)小于碗的半徑），兩個(gè)小球通過碗的最低點(diǎn)時(shí) （ ） A兩小球速度大小不等，對碗底的壓力相等 B兩小球速度大小不等，對碗底的壓力不等 C兩小球速度大小相等，對碗底的壓力相等 D兩小球速度大小相等，對碗底的壓力不等,7如圖所示，一輛小車的支架上用細(xì)線懸一小球，細(xì)線長為l，小車以速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車碰到擋板而突然停止時(shí)，小球升高的高度可能是( )。 A B小于 C大于 D2l,8如圖，一物體從光滑斜面AB底端A點(diǎn)以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h。下列說法中正確的是（設(shè)下列情境中物體從A點(diǎn)上滑的初速度仍為v0）：（ ） A若把斜面CB部分截去，物體沖過C點(diǎn)后上升的最大高度仍為h B若把斜面AB變成曲面AEB，物體沿此曲面上升仍能到達(dá)B點(diǎn) C若把斜面彎成圓弧形D，物體仍沿圓弧升高h(yuǎn) D若把斜面從C點(diǎn)以上部分彎成與C點(diǎn)相切的圓弧狀，物體上升的最大高度有可能仍為h,9一根輕繩一端系一小球，另一端固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)有一個(gè)能測量繩的拉力大小的測力傳感器，讓小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，由傳感器測出拉力F隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示，已知小球在最低點(diǎn)A的速度Va=6m/s，求 （1）小球作圓周運(yùn)動(dòng)的周期T （2）小球的質(zhì)量m （3）輕繩的長度L （4）小球在最高點(diǎn)的動(dòng)能Ek,3離心現(xiàn)象及其應(yīng)用 離心運(yùn)動(dòng)發(fā)生的條件是：當(dāng)外界提供的向心力突然消失或小于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需要的向心力時(shí)，才會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng) 如果合外力的數(shù)值減小或速度增大(Fm )，物體將做近心運(yùn)動(dòng) 離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn),10如圖所示，小球m用細(xì)線通過光滑水平板上的光滑小孔與砝碼M相連，并且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果適當(dāng)減少砝碼個(gè)數(shù)，則小球有關(guān)物理量的變化情況是( ) A心向力變小 B線速度變大 C角速度變小 D加速度大小不變,11如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放有用長L=0.5m的細(xì)線相連A、B兩物體(均可視為質(zhì)點(diǎn))，兩物體質(zhì)量均為m，它們與臺(tái)面間的最大靜摩擦力均為其重力的0.4倍，A物體距軸心0.2m。求： (1)使細(xì)線拉力為O的轉(zhuǎn)臺(tái)角速度范圍。 (2)使A、B與臺(tái)面不發(fā)生相對滑動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)角速度范圍。 (3)若A、B兩物體不用細(xì)繩相連，則誰先打滑？,12如圖所示，在質(zhì)量為M的電機(jī)距軸O為r的地方固定一質(zhì)量為m的鐵塊A，電動(dòng)機(jī)以的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，m繞O以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (1)當(dāng)A過最低點(diǎn)時(shí)，電機(jī)對水平地面的壓力N=? (2)另有一質(zhì)量m=2m的鐵塊B，要使A過最高點(diǎn)時(shí)電機(jī)對地面的壓力等(M+3m)g，應(yīng)將鐵塊B固定在什么地方?,13如圖所示，質(zhì)量為m的小球自由下落高度為R后沿豎直平面內(nèi)的軌道ABC運(yùn)動(dòng)。AB是半徑為R的1/4粗糙圓弧，BC是直徑為R的光滑