勻速圓周運動動力學(xué)問題分析

1、v1.0可編輯可修改第8課時勻速圓周運動動力學(xué)問題分析一.知識內(nèi)容:1 .勻速圓周運動的動力學(xué)描述：(1)向心力：Fnma；方向沿半徑指向圓心；根據(jù)效果命名；產(chǎn)生向心加速度;由合力提供向心力。2.2FnmaVm-rmr24mr-丁T2mv(2)動力學(xué)方程:2 .做勻速圓周運動的條件：2(1)具有一定初速度V；(2)合力與v垂直(沿半徑指向圓心)；(3)Fm上；r大小不變；3 .動力學(xué)問題分析方法：(圓心、半徑、軌跡、向心力)(1)確定做勻速圓周運動的物體作為研究對象。(2)明確運動情況。包括搞清運動速率、軌跡半徑R及軌跡圓心O的位置等，只有明確了上述幾點后，才能知道運動物體在運動過程中所需的向

2、心力大小(m2/R)和向心力方向(指向圓心)。(3)分析受力情況，對物體實際受力情況作出正確的分析，畫出受力圖，確定指向圓心的合外力F(即提供的向心力)。2V(4)代入公式Fm一,求解結(jié)果。r二.應(yīng)用分析:1 .向心力來源分析:【例1】分析下列幾種情形做勻速圓周運動的物體的受力情況并確定其向心力的來源。圖1,圓盤勻速圓周運動，物體與圓盤保持相對靜止；圖2,轉(zhuǎn)筒勻速圓周運動，物體與轉(zhuǎn)筒保持相對靜止；圖3,細(xì)繩栓一小球使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動；圖4,用懸線將小球系在天花板上，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圓錐擺）；圖5,小球套在光滑圓環(huán)上，與圓環(huán)保持相對靜止，圓環(huán)繞豎直方向?qū)ΨQ軸勻速轉(zhuǎn)動

3、；圖6,小球沿光滑固定漏斗內(nèi)壁做水平面上的勻速圓周運動；圖7,火車以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎。2 .臨界問題分析：【例2】長為l的細(xì)線上端固定在頂角為。=30。的固定圓錐體的頂部，下端與質(zhì)量為m的小球（可看做質(zhì)點）相連，如圖.讓小球繞圓錐體的中心軸以在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。（1）當(dāng)1的時，繩對小球的拉力是多大 （2）當(dāng) 2 W 時，繩對小球的拉力是多大，一一 r _2(3)回出T-:314圖像。三.課堂練習(xí):1 .如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為gA的質(zhì)量為2m,B、C質(zhì)量均為m,A、B離軸R,C離軸2R,則當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時（設(shè)A、B、C都沒有滑動），A、B、C三者的滑動摩擦力認(rèn)為

4、等于最大靜摩擦力，下列說法正確的是（）A.C物的向心加速度最大；B.B物的靜摩擦力最小；C.當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C比A先滑動；D.當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動。2 .如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體與圓筒一起運動，物體相對桶壁靜止.則（）A、物體受到4個力的作用.B、物體所受向心力是物體所受的重力提供的.C、物體所受向心力是物體所受的彈力提供的.D、物體所受向心力是物體所受的靜摩擦力提供的.3 .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)計不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān).下列說法正確的是（）A. v 一定時，r越小則要求h

5、越大 B . v 一定時，r越大則要求h越大C . r 一定時，v越小則要求h越大 D . r 一定時，v越大則要求h越大4 .質(zhì)量為m的飛機，以速度 v在水平面內(nèi)彳半徑為 R的勻速圓周運動，空氣對飛機作用v222R g D mg5 . m=小球用 A、B兩繩相連，兩繩固定在直桿上A B兩點，Lac=2日 當(dāng)兩繩拉直時與桿夾角01=300, 0 2=450, g取10m/s：求：（1）球繞桿轉(zhuǎn)動3滿足什么條件，A B繩拉緊（2）當(dāng)co=3rad/s時，A、B兩繩拉力6 .沿半彳至為R的半球型碗底的光滑內(nèi)表面，質(zhì)量為m的小球正以角速度，在一水平面內(nèi)作勻速圓周運動，試求此時小球離碗底的高度。7.A

6、、B兩球質(zhì)量分別為m與m2,用一勁度系數(shù)為K的彈簧相連，一長為1i的細(xì)線與m相連，置于水平光滑桌面上，細(xì)線的另一端拴在豎直軸OO'上，如圖所示，當(dāng)m與m均以角速度繞OO'做勻速圓周運動時，彈簧長度為12。o1Ch沖沖品式- / / 7 / Z / Z求：（1）此時彈簧伸長量多大繩子張力多大（2）將線突然燒斷瞬間兩球加速度各多大第8課時勻速圓周運動動力學(xué)問題分析參考答案【例2】解答：(1)小球?qū)⒁x開錐面時的0/紀(jì)39；31<30,錐體有支持3l力，繩的拉力T尸；(2)2>3°小球離開錐體，繩的拉力T2=2mg(3)3V30,繩的拉力Tmg；ml2;0時,繩的拉力Tml做出T2圖像；課堂練習(xí)：1、ABC;2、C;3、AD;4、A;5.(1)24rad