江蘇省江陰市高中物理《解圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本步驟》課件 蘇教必修2

1、解圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本步驟1.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象。2.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心位置和半徑。3. 受力分析后利用正交分解法或合成法求出向心力。4.合理選擇向心力的表達(dá)式。5.解方程并驗(yàn)證。2021/8/8 星期日11、長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)。讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示。當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是時(shí)，求：(1) 線的拉力F； (2) 小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小；(3) 小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期。解：豎直方向由平衡條件得：水平方向由牛頓第二定律得：mgF2021/8/8 星期日22、如圖，已知繩長(zhǎng)a0.2m，水平桿長(zhǎng)b0

2、.1m，小球質(zhì)量m0.3kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）要使繩子與豎直方向成45角，試求該裝置必須以多大的角速度旋轉(zhuǎn)？（2）此時(shí)繩子對(duì)小球的拉力為多大？mgF解： 由牛頓第二定律得2021/8/8 星期日33、如圖所示，是雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面若女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和豎直方向的夾角為,女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,求：這時(shí)男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力大小及兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度？Fmg解： 由牛頓第二定律得2021/8/8 星期日4（2）當(dāng)球以角速度 做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的張力及桌面受到的壓力各為多少？（1）當(dāng)球以角速度

3、 做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子張力T為多大？桌面受到壓力N為多大？4、如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩子下端連著質(zhì)量為m的小球，上端懸于天花板上，當(dāng)把繩子拉直時(shí)，繩子與豎直線夾角為=60，此時(shí)小球靜止于光滑水平桌面上（2）當(dāng)球以角速度 做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的張力及桌面受到的壓力各為多少？（2）當(dāng)球以角速度 做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的張力及桌面受到的壓力各為多少？解：設(shè)當(dāng)小球以角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球恰好脫離桌面，即此時(shí)桌面對(duì)小球支持力為0。由牛頓第二定律得：mgT2021/8/8 星期日5由牛頓第二定律得mgTN12021/8/8 星期日6mgT由牛頓第二定律得2021/8/8 星期日75、如圖所示，在光滑的圓錐頂端，用

4、長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m的細(xì)繩懸一質(zhì)量為m=1kg的小球，圓錐頂角為2=74。求：（1）當(dāng)小球=1rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力。（2）當(dāng)小球以=5rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力。解：設(shè)當(dāng)小球以角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球恰好脫離錐面，即此時(shí)錐面對(duì)小球支持力為0。由牛頓第二定律得：mgF2021/8/8 星期日8mgF由牛頓第二定律得N2021/8/8 星期日9mg由牛頓第二定律得F2021/8/8 星期日106、如圖所示，質(zhì)量為m=0.1kg的小球和A、B兩根細(xì)繩相連，兩繩固定在細(xì)桿的A、B兩點(diǎn)，其中A繩長(zhǎng)LA=2m，當(dāng)兩繩都拉直時(shí)，A、B兩繩和細(xì)桿的夾角1=30，2=45，g=10m/s2求：（1）當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，A、B兩繩始終張緊？（2）當(dāng)w=3rad/s時(shí)，A、B兩繩的拉力分別為多少？ 2021/8/8 星期日11解：當(dāng)B繩恰好拉直時(shí)，即B繩中拉力為零。由牛頓第二定律得：當(dāng)A