1、2005 届高三物理总复习教案 No:181第十八课时 常见的圆周运动问题知识梳理一水平面内的匀速圆周运动1物体在水平面内作匀速圆周运动，其所受的合外力提供向心力，故物体所受的水平合力即为_。竖直方向的合力为_。2处理匀速圆周运动问题时，一要进行正确的受力分析，还要设法确定圆周运动的圆心和半径，这一点在磁场中尤其重要。二竖直平面内的圆周运动1运动物体在竖直平面内作圆周运动，如果物体带电，且处在电磁场中，此时物体有可能作匀速圆周运动。 2对没有物体支撑的小球(如小球系在细绳的一端、小球在圆轨道的内侧运动等)在竖直平面内作圆周运动过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球无力作用，则若小球作圆周运动的半
2、径为 R，它在最高点的临界速度为：V=_。3对有物体支撑的小球(如球固定在杆的一端、小球套在圆环上或小求在空心管内的运动)在竖宜平面内作圆周运动过最高点的，临界速度为：V=_。 能力提高 火车转弯处的铁轨一般是外轨略高于内轨，试结合作图分析这样铺轨的原因，并说出火车转弯时要求按规定速度行驶的道理。 典型例题 例 1长为 L 的轻绳一端系一质量为 M 的小球，以另一端为圆心，使小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，则小球通过最高点时，下列说法正确的是A绳中张力恰好为 mg B小球加速度恰好为 gC小球速度恰好为零 D小球所受重力恰好为零例 2长 L=05m、质量可忽略的杆，其下端固定在 O 点，上端
3、连接着一个零件 A，A 的质量为 m=2kg，它绕 O 点做圆周运动，如图所示，在 A 点通过最高点时，求在下列两种情况下杆受的力：(1)A的速率为 1ms；(2)A 的速率为 4ms。例 3如图所示，一种电动夯的结构为：在固定于夯上的电动机的转轴上固定一杆，杆的另一端固定一铁块。工作时电动机带动杆与铁块在竖直平面内匀速转动，则当铁块转至最低点时，夯对地面将产生很大的压力而夯实地面。2005 届高三物理总复习教案 No:182设夯的总质量为 M，铁块的质量为 m，杆的质量不计。电动机的转速可以调节，为了安全，夯在工作中不离开地面，则此夯能对地面产生的最大压力为多少? 例 4如图所示，m 为在水
4、平传送带上被传送的物体，A 为终端皮带轮，轮的半径为 r，则 m 可被水平抛出，A 轮转速的最小值为多少?若 m 被抛出后，在 A 轮转一周的时间内 m 未落地，则 m 的水平位移为多少?例 5如图所示，在光滑的水平面上钉两个钉子 A 和 B，它们相距20cm，用一根长为 1m 的细绳，一端系一个质量为 04k8 的小球，另一端固定在钉子上，开始时小球与钉子 A、B 在同一直线上，然后使小球以 2ms 的速率，开始在水平面上作匀速圆周运动，若绳子能承受的最大拉力是 4N，那么从开始运动到绳断所经历的时间为多少? 随堂练习1判断下列说法正确的是：A匀速圆周运动是匀变速运动B物体在变力作用下不可能
5、作匀速圆周运动C向心加速度随轨道半径的增大而减小D。向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量E向心力一定是物体受到的合外力2汽车以 15 米秒的速度通过 R=40 米的凸形桥，轮与桥面间的动摩擦因数为 06，求汽车在最高点时的可能最大水平加速度。3如图所示，半径为 R、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内，两个质量均为 m 的小球A、B，以不同的速度进入管内，A 通过最高点 C时，对管壁上部的压力为 3mg，B 通过最高点 C时，对管壁下部的压力为 075mg，求 A、B 两球落地点间的距离。2005 届高三物理总复习教案 No:183课后作业1一小球质量为 m，用长为 L 的悬线固定于 O 点
6、，在 O 点正下方 L/2 处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球，当悬线碰到钉子的瞬时 ( )A小球的向心加速度突然增大 B小球的角速度突然增大C小球的速度突然增大 D悬线的张力突然增大2有 A，B，C 三个物体放在水平圆形平台上，它们与平台的摩擦因数相同，它们的质量之比为 321，它们与转轴之间的距离之比为123，当平台以一定的角速度旋转时，它们均无滑动，它们受到静摩擦力分别为 fA，f B，f C，则 ( )Af Af Bf C； Bf Af Bf C； Cf A=fBf C； Df A=fCf B3如图 1 所示，长为 L 的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的
7、水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，小球在过最高点的速度为V，下列叙述中正确的是 ( )AV 的极小值为 BV 由零逐渐增大，向心力也逐渐增大gl当 V 由 值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D当 V 由 值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐增大l4细绳一端系上盛水的小桶，另一端拿在手中，现使小桶在竖直平面内做圆周运动.已知绳长为 L，要使桶在最高点时水不流出，则此时水桶角速度的最小值应是 ( )A B C D .LgggLg5如图 2 所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线连接的质量相等的两物体 A 和 B，它们与盘间的摩擦因数相同当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，
8、烧断细线，则两物体的运动情况将是 ( )A两物体均沿切线方向滑动B两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D物体 A 仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动；物体 B 发生滑动，沿一条曲线向外运动，离圆盘圆心越来越远6如图 3 所示，用同样材料做成的 A、B、C 三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动已知三物体质量间的关系 mA = 2mB = 2mC ；转动半径之间的关系是 rC = 2rA = 2rB .那么以下说法中正确的是 ( )物体 A 受到的摩擦力最大 物体 B 受到的摩擦力最小2005 届高三物理总复习教案 No
9、:184物体 C 的向心加速度最大 转台转速加快时，物体 C 最先开始滑动7把一个物体放在武汉的水平地面上，物体随地球的自转而匀速圆周运动关于物体做圆周运动的圆心和向心力，下面哪种说法是正确的 ( )A地心就是圆心 B圆周所在平面与地轴的交点是圆心C地球对物体的万有引力是向心力 D物体所受重力是向心力E地球对物体的万有引力与地面对物体支持力的合力是向心力8在游乐场里玩“过天龙”游戏时,人和车的质量共为 100kg,它们到达竖直圆轨道的最高点时,速度为 6m s,过最低点时的速度为 16.6 .如果sm/圆形轨道的半径是 3.6 m,g 取 10 m s2,小车在最低点和最高点的压力分别是 (
10、) A7654N 和 1000N B8654N 和 1000NC8654N 和 2000N D8654 和 09如图 4 所示，在倾角 30的光滑斜面上，有一长 l0.4m 的细绳，一端固定在 O 点，另一端拴一质量为 m0.2N 的小球，使之在斜面上作圆周运动，求：(1)小球通过最高点 A 时最小速度；(2)如细绳受到 9.8N 的拉力就会断裂，求小球通过最低点 B 时的最大速度.10长为 L 的轻杆两端分别固定一个质量都是 m 的小球，它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，转动的角速度 ，求lg杆通过竖直位置时(图 5)，上下两个小球分别对杆端的作用力，并说明是拉力还是压力. 11如图 6 所示，一质量为 M 的木块在角速度为 的转动平台上，用一根轻细线系着 M，另一端拴着另一质量为 m 的木块，木块 M与平台间的最大静摩擦力为 fm使木块 M 在平台以 角速度转动时与平台保持相对静止，求半径 R 的范围参考答案:1、 ABD 2、 D 3、 B C D 4、 D 5、D 6、 BCD 7、 BE 8、 D 9、 1.41 米/秒，4.2 米/秒2005 届高三物理总复习教案 No:18510、上压 ，下拉 11、 ；mg21.322MfmgRfg
