物理：第五章《圓周運(yùn)動(dòng)》習(xí)題課課件人教版必修2

1、圓周運(yùn)動(dòng)習(xí)題課一、物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)f靜=F向汽車(chē)在傾斜的路面轉(zhuǎn)彎NGF向mgtan = F向 水平路面上轉(zhuǎn)彎圓錐擺 L mGF向mgtan= F向f靜水平圓盤(pán)上放置的物體f靜= F向fG(N)F向fFG洗衣機(jī)脫水桶內(nèi)的衣服F = F向F靜例1. 汽車(chē)通過(guò)拱橋顆頂點(diǎn)的速度為10 ms時(shí)，車(chē)對(duì)橋的壓力為車(chē)重的3/4。如果使汽車(chē)駛至橋頂時(shí)對(duì)橋恰無(wú)壓力，則汽車(chē)的速度為 (） A、15 ms B、20 ms C、25 ms D、30msB例2、一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線(xiàn)垂直水平面，圓錐筒固定，有質(zhì)量相等的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖2中A的運(yùn)動(dòng)半徑較大，則（ ）AA球的

2、角速度必小于B球的角速度BA球的線(xiàn)速度必小于B球的線(xiàn)速度CA球的運(yùn)動(dòng)周期必大于 B球的運(yùn)動(dòng)周期DA球的筒壁的壓力 必大于B球?qū)ν脖诘膲毫?圖2AC圓周運(yùn)動(dòng)解題一般步驟：（1）明確研究對(duì)象；（2）確定在哪個(gè)平面做圓周運(yùn)動(dòng), 找圓心和半徑；（3）確定研究的位置，受力分析，分析哪些力提供了向心力； (4）據(jù)向心力公式列方程。例：試分析質(zhì)量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)的小球在下列四種情況中通過(guò)圓周最高點(diǎn)的最小速度。（1）用繩拴著的小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)；（1）二、桿球、繩球模型例：試分析質(zhì)量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)的小球在下列四種情況中通過(guò)圓周最高點(diǎn)的最小速度。（2）小球沿豎直

3、光滑軌道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)；（2）二、桿球、繩球模型例：試分析質(zhì)量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)的小球在下列四種情況中通過(guò)圓周最高點(diǎn)的最小速度。（3）小球用輕桿支撐在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)；（3）二、桿球、繩球模型例：試分析質(zhì)量為m，沿豎直平面作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)的小球在下列四種情況中通過(guò)圓周最高點(diǎn)的最小速度。（4）小球在豎直放置的光滑圓管內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。（4）二、桿球、繩球模型 三、圓周運(yùn)動(dòng)的兩種臨界問(wèn)題（1） 繩的模型:如圖所示，沒(méi)有物體支承的小球，在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)：RF2OF1mgmgv1v2過(guò)最高點(diǎn)臨界條件：繩子和軌道對(duì)小球剛好沒(méi)有力的作用。由mg=mv2/R 得能過(guò)最高點(diǎn)條件：vv

4、臨界不能過(guò)最高點(diǎn)條件：v v臨界（2）桿的模型:OmgvFN2LFN1在最高點(diǎn) mgFN=mv2/L 當(dāng)v=0時(shí)， FN mg（ FN為支持力，方向和指向圓心方向相反) 當(dāng) 時(shí)， FN隨v增大而減小，且mg FN 0( FN仍為支持力)當(dāng) 時(shí)， FN =0 當(dāng) 時(shí)， FN隨v增大而增大，且FN 0（ FN為拉力，方向指向圓心）臨界條件：硬桿支撐 最高點(diǎn)的臨界速度為零如圖所示的有物體支承的小球,在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng): 例2. 長(zhǎng)度為L(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端有一質(zhì)量為m3.0kg的小球，如圖所示，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0ms，g取10ms2，則此

5、時(shí)細(xì)桿OA受到（） A、6.0N的拉力 B、6.0N的壓力 C、24N的拉力 D、24N的壓力ALOm圖5oAB解法：小球在A點(diǎn)的速度大于 時(shí)，桿受到拉力，小于時(shí)，桿受壓力。 V0= ms ms 由于v2.0 ms ms，我們知道：過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，球?qū)?xì)桿產(chǎn)生壓力。 小球受重力mg和細(xì)桿的支持力N 由牛頓第二定律mgNm Nmgm 6.0N 故應(yīng)選B。該頁(yè)隱藏了 長(zhǎng)L0.5m，質(zhì)量可以忽略的的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連接著一個(gè)質(zhì)量m2kg的小球A，A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)（同圖5），在A通過(guò)最高點(diǎn)，試討論在下列兩種情況下桿的受力： 當(dāng)A的速率v11ms時(shí) 當(dāng)A的速率v24ms時(shí)Lm圖5oA 鞏固 1)

6、16N,豎直向上；2）44N，豎直向下水流星問(wèn)題：例3、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)=40cm.求（1）桶在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？（2）水在最高點(diǎn)速率=3m/s時(shí)水對(duì)桶底的壓力？(g取10m/s2)2m/s, 6.25N 如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球P與穿過(guò)光滑水平板上小孔O的輕繩相連，用手拉著繩子另一端，使小球在水平板上繞O點(diǎn)做半徑為a、角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng).求：（1）此時(shí)繩上的拉力有多大？（2）若將繩子從此狀態(tài)迅速放松，后又拉直，使小球繞O做半徑為b的勻速圓周運(yùn)動(dòng).從放松到拉直這段過(guò)程經(jīng)歷了多長(zhǎng)時(shí)間？（3）小球做半徑為b的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子上

7、的拉力又是多大？PF例4、解: （1）繩子上的拉力提供小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故有：F=m2a （2）松手后小球?qū)难貓A周的切線(xiàn)方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).當(dāng)繩在水平板上長(zhǎng)為b時(shí)，繩又被拉緊（如圖所示），小球運(yùn)動(dòng)的距離為故bOas（3）在繩被拉緊的短暫過(guò)程中，球損失了沿繩的分速度，保留著垂直于繩的分速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng). 切向速度：vv2v1v1=va/b=a2/b.所以繩子后來(lái)的拉力為：F=mv21/b=m2a4/b3. ; ; orz25msr ; 地對(duì)哥哥和姐姐說(shuō)：“瞧瞧，這父子倆長(zhǎng)得，可真叫個(gè)像??！”又笑著對(duì)東伢子說(shuō)：“小東伢簡(jiǎn)直就是把你給揉小了呢！”小東伢馬上說(shuō)：“二舅爺，那是不是把我拽大

8、了就變成我爹了？”小東伢冷不丁的這一句話(huà)，把大家都給逗笑了。沒(méi)想到這小東西還有更絕的！只見(jiàn)他依偎在耿英的懷里抬起小腦袋問(wèn)：“姨姨，你這樣喜歡我，怎么就沒(méi)有自己的小伢子呢？”耿英都給羞臊死了，那么能說(shuō)會(huì)道的嘴巴愣是說(shuō)不出來(lái)一句話(huà)來(lái)。喬氏說(shuō)：“我的小東伢啊，你可真正是個(gè)小人兒呢。姨姨光顧了做生意賺銀子了，還沒(méi)有結(jié)婚呢，哪來(lái)的小伢子??！姨姨以后會(huì)有的！”又說(shuō)：“英丫頭啊，你和哥哥都不小了，老家也都有青梅竹馬的心上人在等著呢，回去了就結(jié)婚吧，好讓你娘早點(diǎn)兒抱上孫娃外外的！”耿正和耿英都說(shuō)：“是，娘娘。我們回去后，把重要的事情安排好了，就操辦這事！”沒(méi)有想到耿直也冷不丁給來(lái)了一句：“娘娘，我姐以后生了兒

9、子，肯定長(zhǎng)得像小東伢！您不知道，我的大壯哥哥跟東伢子姐夫長(zhǎng)得就很像呢！”耿英羞得滿(mǎn)臉緋紅，就手打了弟弟腦袋一巴掌，說(shuō)：“你怎么也像個(gè)小娃娃一樣！”耿直委屈地說(shuō)：“我說(shuō)的是實(shí)話(huà)嘛！”喬氏伸手摸一摸耿直腦袋上被打的地方，說(shuō)：“直伢子沒(méi)有錯(cuò)，是你姐姐不好，娘娘替她給你道歉啊！不生氣哦！”44第九十八回 耿兄妹重返白家院|（別后七載常思念，觸景生情過(guò)云煙；一朝終得再相見(jiàn)，故人已辭淚蹉跎。）臘月二十八那天，天氣很是晴好，幾乎沒(méi)有一絲風(fēng)。耿家兄妹三人乘坐大騾車(chē)，沿著近八年之前爹爹帶著他們沿江南下時(shí)走過(guò)的路，緩緩地朝武昌鎮(zhèn)走來(lái)。進(jìn)入鎮(zhèn)子以后，騾車(chē)走得更慢了。冬日里溫暖的陽(yáng)光照耀著，街面越來(lái)越熟悉起來(lái)。時(shí)間過(guò)去這么多年了，武昌鎮(zhèn)上的變化雖然也有一些，但基本輪廓還是記憶中的老樣子。近中午了，人們大概是回家吃飯去了吧，街面上只有稀稀拉拉很少的行人。兄妹三人一直默默地坐在車(chē)上，誰(shuí)也不想說(shuō)話(huà)。此時(shí)此刻，充斥在他們心里的，全部都是爹爹當(dāng)年帶他們離開(kāi)這里時(shí)的情景；在他們的眼前晃動(dòng)著的，是爹爹挑著籮筐在他們的前面顫悠悠一步步南行時(shí)的身影估摸著快到鎮(zhèn)中心了。耿英說(shuō)：“哥，停一下，我想下車(chē)走走！”“吁”大白騾停止了緩行。耿正先跳下來(lái)，右手執(zhí)鞭，伸左手扶了一把，耿英輕輕地跳下車(chē)來(lái)。耿直也跳了下來(lái)，說(shuō)：“我也