圓周運(yùn)動習(xí)題課一

1、 【例例1】汽車在一段彎曲水平路面上勻速行駛，關(guān)于它受到的水平方向的作用力方向的示意圖，可能正確的是(下圖中F為地面對其的靜摩擦力，f為它行駛時(shí)所受阻力)()C第1頁/共40頁 【解析】汽車沿彎曲水平路面勻速行駛時(shí)，所受到的合外力，即地面對其的靜汽車沿彎曲水平路面勻速行駛時(shí)，所受到的合外力，即地面對其的靜摩擦力摩擦力F指向曲線凹的一側(cè)，行駛時(shí)的受阻力指向曲線凹的一側(cè)，行駛時(shí)的受阻力f與速度方向相反，故與速度方向相反，故C項(xiàng)正確項(xiàng)正確 【答案】C第2頁/共40頁 【例例2】如圖所示，直徑為d的紙圓筒，以角速度繞軸O做勻速轉(zhuǎn)動，然后把槍口對準(zhǔn)圓筒使子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在筒

2、上留下a、b兩個(gè)彈孔已知aO、bO間的夾角為，求子彈的速度是多大？第3頁/共40頁第4頁/共40頁C第5頁/共40頁第6頁/共40頁第7頁/共40頁 【例例4】如右圖所示，小物體A與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，則A的受力情況是() A受重力、支持力 B受重力、支持力和指向圓心的摩擦力 C受重力、支持力、向心力、摩擦力 D以上均不正確B第8頁/共40頁第9頁/共40頁第10頁/共40頁第11頁/共40頁第12頁/共40頁C第13頁/共40頁第14頁/共40頁 即N N1 1mgmgm m( (v v0 0v v) )2 2/ /r r. . 由洛杉磯經(jīng)太平洋飛往上海時(shí)，飛機(jī)相對

3、地心速度為( (v v0 0v v) )，有mgmgN N2 2m m( (v v0 0v v) )2 2/ /r r. . 即N N2 2mgmgm m( (v v0 0v v) )2 2/ /r r，顯然N N1 1 N N2 2，故正確答案選C C項(xiàng)第15頁/共40頁 【例例7】(2013課標(biāo)全國課標(biāo)全國)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶如圖所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢則在該彎道處()AC第16頁/共40頁第17頁/共40頁 當(dāng)速度為當(dāng)速度為vc時(shí)，靜摩擦力為零，靠重力和支持力時(shí)，靜摩擦力為零，靠重力和支持力的合力提供向心

4、力，速度高于的合力提供向心力，速度高于vc時(shí)，摩擦力指向時(shí)，摩擦力指向內(nèi)側(cè)，只要速度不超出重力、支持力和最大靜摩內(nèi)側(cè)，只要速度不超出重力、支持力和最大靜摩擦力提供向心力所對應(yīng)的速度，車輛不會側(cè)滑，擦力提供向心力所對應(yīng)的速度，車輛不會側(cè)滑，故故C項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，由于支持力和重力不變，則由于支持力和重力不變，則vc的值不變的值不變故故D項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤錯(cuò)誤 【答案】AC第18頁/共40頁 【例例8】如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M0.6 kg的物體，靜止在水平圓盤上另一端通過光滑的小孔吊著質(zhì)量為m0.3 kg的物體M的中點(diǎn)與圓孔的距離為0.2 m，

5、并已知M與圓盤的最大靜摩擦力為2 N現(xiàn)使此圓盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動問角速度在什么范圍內(nèi)可使m處于靜止?fàn)顟B(tài)？(取g10 m/s2)第19頁/共40頁第20頁/共40頁第21頁/共40頁第22頁/共40頁第23頁/共40頁第24頁/共40頁第25頁/共40頁第26頁/共40頁 【解析】兩繩始終張緊的制約條件有以下兩兩繩始終張緊的制約條件有以下兩種情況：當(dāng)種情況：當(dāng)由零逐漸增大時(shí)可能出現(xiàn)兩個(gè)臨由零逐漸增大時(shí)可能出現(xiàn)兩個(gè)臨界值其一是界值其一是BC恰好拉直，但不受力；其二恰好拉直，但不受力；其二是是AC仍然拉直，但不受拉力選仍然拉直，但不受拉力選C小球?yàn)檠芯啃∏驗(yàn)檠芯繉ο?，對對象，對C受力分析如圖所示受力分析

6、如圖所示第27頁/共40頁第28頁/共40頁 代入數(shù)據(jù)，得代入數(shù)據(jù)，得23.16 rad/s 所以要兩繩始終拉緊，所以要兩繩始終拉緊，必須滿足必須滿足 240 rad/s3.16 rad/s 當(dāng)當(dāng)3 rad/s時(shí)，時(shí)，T1、T2同時(shí)存在，所同時(shí)存在，所以以T1sin30T2sin45m2lsin30T1cos30T2cos45mg 將數(shù)值代入將數(shù)值代入、，得，得T10.27 N，T21.09 N 【答案】2.40 rad/s3.16 rad/s,0.27 N,1.09 N第29頁/共40頁第30頁/共40頁第31頁/共40頁第32頁/共40頁第33頁/共40頁第34頁/共40頁例12、如圖所示

7、，半徑為R的水平圓板繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某方向時(shí)，在圓板中心正上方h高處平行于OB方向水平拋出一小球，重力加速度為g，小球拋出時(shí)的速度及圓板轉(zhuǎn)動的角速度為多大時(shí)，小球與圓板只碰一次且相碰點(diǎn)為B？ 第35頁/共40頁 解：小球做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動的分位移公式，有： h= gt /2； R=v0t 聯(lián)立解得：t= ， v0=R ； 時(shí)間t內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)動n圈，故角速度為：= =2 （其中：n=1，2，3，）2第36頁/共40頁 例13、如圖所示，固定的豎直圓筒內(nèi)壁光滑，底面圓半徑為R，圓筒頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B.一個(gè)小球從入口A處沿圓筒壁切線方向水平射入圓筒內(nèi)，要使球從出口B處飛出，小球進(jìn)入時(shí)的速度v0應(yīng)滿足什么條件？ 第37頁/共40頁 解析 小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則h gt2 由于圓筒內(nèi)壁光滑，故小球在水平方向做勻速圓周運(yùn)動，若小球恰能從B處飛出，則水平方向做圓周運(yùn)動的路程為sn2R (n1，2，3，) 所以小球進(jìn)入時(shí)的速度為v0 nR (n1，2，3，)第38頁/共40頁 例14、一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹