圆周运动规律应用幻灯片.ppt
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1、圆周运动规律应用第1页,共32页,编辑于2022年,星期五一、圆周运动概念的考查一、圆周运动概念的考查1 1、如图所示装置中,三个轮的半径分别为、如图所示装置中,三个轮的半径分别为r r、2 2r r、4 4r r,b b点到圆心的距离为点到圆心的距离为r r,求图中,求图中a a、b b、c c、d d各点的线速度之各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。比、角速度之比、加速度之比。注意:注意:1 1、固定在一起共轴转动的的物体上各点角、固定在一起共轴转动的的物体上各点角速度相同。速度相同。2 2、不打滑的摩擦传动和皮带传动的两轮边缘上各点、不打滑的摩擦传动和皮带传动的两轮边缘上各点线速度
2、大小相同。线速度大小相同。第2页,共32页,编辑于2022年,星期五2、如图所示,半径为、如图所示,半径为R的圆板置于水平面内,在轴心的圆板置于水平面内,在轴心O点的正上方高点的正上方高h处,水平抛出一个小球,圆板做匀速处,水平抛出一个小球,圆板做匀速转动,当圆板半径转动,当圆板半径OB转到与抛球初速度方向平行时,转到与抛球初速度方向平行时,小球开始抛出,要使小球和圆板只碰一次,且落点为小球开始抛出,要使小球和圆板只碰一次,且落点为B,求:求:(1)小球初速度的大小小球初速度的大小(2)圆板转动的角速度。圆板转动的角速度。要注意圆周运动的周期性问题要注意圆周运动的周期性问题第3页,共32页,编
3、辑于2022年,星期五3 3如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R R,顶部有,顶部有入口入口A A,在,在A A的正下方的正下方h h处有出口处有出口B B,一质量为,一质量为m m的小球从的小球从人口人口A A沿圆筒壁切线方向水平射人圆筒内,要使球从沿圆筒壁切线方向水平射人圆筒内,要使球从B B处处飞出,小球进入入口飞出,小球进入入口A A处的速度处的速度v vo o应满足什么条件应满足什么条件?在在运动过程中,球对筒的压力多大运动过程中,球对筒的压力多大?第4页,共32页,编辑于2022年,星期五4 4、质量为、质量为m m的小球用长为的小球用长为L L的
4、细线挂在的细线挂在O O点,在点,在O O点正点正下方下方L/2L/2处有一光滑的钉子处有一光滑的钉子O O/,把小球拉到与钉子,把小球拉到与钉子O O/在在同一水平面的位置,摆线被钉子挡住并张紧,如图同一水平面的位置,摆线被钉子挡住并张紧,如图所示,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最所示,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最低点低点P P时时()()A A、小球的运动速度突然减小;、小球的运动速度突然减小;B B、小球的角速度突然减小;、小球的角速度突然减小;C C、小球的向心加速度突然减小;、小球的向心加速度突然减小;D D、悬线的拉力突然减小、悬线的拉力突然减小BCDBCD第5页,
5、共32页,编辑于2022年,星期五5 5、如图所示,小球从水平位置静止释放,设小球通过最、如图所示,小球从水平位置静止释放,设小球通过最低点时的速度为低点时的速度为v v,角速度为,角速度为,加速度为,加速度为a a,绳的拉力,绳的拉力为为T T,那么随着绳子,那么随着绳子L L的增长的增长A Av v、a a都增大都增大 B B、a a都减小都减小 C CT T不变,增大不变,增大 D Dv v增大,减小增大,减小 第6页,共32页,编辑于2022年,星期五6 6、如图所示,、如图所示,A A、B B、C C三个物体放在旋转圆台上,它们与三个物体放在旋转圆台上,它们与台面的动摩擦因素相同,质
6、量分别为台面的动摩擦因素相同,质量分别为2m2m、m m、m m,它们离,它们离轴距离分别为轴距离分别为a a、a a、2a2a,当转台旋转时,当转台旋转时,A A、B B、C C均未均未滑动,则滑动,则 ()A A、C C物体受到的向心力比物体受到的向心力比A A物体受到的向心力大;物体受到的向心力大;B B、B B物体受到的静摩擦力最小;物体受到的静摩擦力最小;C C、圆台角速度增加时,、圆台角速度增加时,B B比比C C先滑动;先滑动;D D、圆台角速度增加时,、圆台角速度增加时,B B比比A A先滑动。先滑动。关键:求出各物体所能关键:求出各物体所能达到的最大角速度。达到的最大角速度。
7、B B第7页,共32页,编辑于2022年,星期五7、如图所示,一个轮半径为、如图所示,一个轮半径为R,轴半径为,轴半径为r的轮轴,的轮轴,可以绕水平轴可以绕水平轴O转动,物体转动,物体A、B质量均为质量均为m,分别用,分别用足够长的细绳绕在轮、轴边缘。若轮轴的质量不计,足够长的细绳绕在轮、轴边缘。若轮轴的质量不计,摩擦不计,让两物体由静止释放,轮与轴以相同的摩擦不计,让两物体由静止释放,轮与轴以相同的角速度转动,试求;角速度转动,试求;(1)两物体运动的加速度之比。)两物体运动的加速度之比。(2)当物体)当物体A下降下降h时,两物体时,两物体的即时速度的即时速度VA和和VB各为多大。各为多大。
8、(3)物体)物体A下降的加速度下降的加速度aA。第8页,共32页,编辑于2022年,星期五第9页,共32页,编辑于2022年,星期五8 8、如图半径为、如图半径为R R的半球形碗内,有一个具有一定质量的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体的物体A A,A A与碗壁间的摩擦不计。当碗绕竖直轴与碗壁间的摩擦不计。当碗绕竖直轴OOOO/匀匀速转动时,物体速转动时,物体A A在离碗底高为在离碗底高为h h处紧贴着碗一起匀速转处紧贴着碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度。动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度。二、水平面内圆周运动二、水平面内圆周运动关键:关键:1 1、由受力分析列出向、由受力
9、分析列出向心力表达式。心力表达式。2 2、由圆周运动规律写、由圆周运动规律写出向心力表达式。出向心力表达式。第10页,共32页,编辑于2022年,星期五9、在在高高速速公公路路的的拐拐弯弯处处,路路面面造造得得外外高高内内低低,即即当当车车向向右右拐拐弯弯时时,司司机机左左侧侧的的路路面面比比右右侧侧的的要要高高一一些些,路路面面与与水水平平面面间间的的夹夹角角为为设设拐拐弯弯路路段段是是半半径径为为R的的圆圆弧弧,要要使使车车速速为为v 时时车车轮轮与与路路面面之之间间的的横横向向(即即垂垂直直于前进方向于前进方向)摩擦力等于零,摩擦力等于零,应等应等()Aarcsin Barctan C
10、DarccotmgFFNB 第11页,共32页,编辑于2022年,星期五1010、中央电视台、中央电视台今日说法今日说法栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连路上的离奇交通事故。家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,所幸没有造成人员伤亡和财续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,所幸没有造成人员伤亡和财产损失,第八次则有辆卡车冲撞进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损产损失,第八次则有辆卡车冲撞进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经
11、公安部门和交通部门协力调查,画出了现场示意图毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查,画出了现场示意图(下下图图1)1)和道路的设计图和道路的设计图(下图下图2)2)。有位交警根据图。有位交警根据图1 1、2 2作出以下判断,你认作出以下判断,你认为正确的是:为正确的是:A A、依据图、依据图1 1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作离心运动可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作离心运动B B、依据图、依据图1 1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作向心运动可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作向心运动 C C、依据图、依据图2 2发现公路在设计上犯了严重的内(东)高外(西)低科学性错误发现公路在设计上
12、犯了严重的内(东)高外(西)低科学性错误D D、依据图、依据图2 2发现公路在设计上犯了严重的外(西)高内(东)低科学性错误发现公路在设计上犯了严重的外(西)高内(东)低科学性错误AC第12页,共32页,编辑于2022年,星期五1111、如图,线段、如图,线段OA=2ABOA=2AB,A A、B B两球质量相等,当它们绕两球质量相等,当它们绕O O点在光滑水平桌面上以相同角速度转动时,两段轻绳点在光滑水平桌面上以相同角速度转动时,两段轻绳中拉力之比中拉力之比F FABAB:F FOBOB为多大?为多大?2 2:3 3第13页,共32页,编辑于2022年,星期五1212(20082008广东物理
13、)(广东物理)(2 2)有一种较)有一种较“飞椅飞椅”的游乐项目,的游乐项目,示意图如图所示,长为示意图如图所示,长为L L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为半径为r r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度当转盘以角速度匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为。不计钢绳的重力,求转盘转动的角速。不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度度与夹角与夹角的关系。的关系。第14页,共32页,编辑于2022年,星期五1313、
14、A A、B B两球质量分别为两球质量分别为m m1 1与与m m2 2,用一劲度系数为,用一劲度系数为K K的的弹簧相连,一长为弹簧相连,一长为l l1 1的细线与的细线与m m1 1相连,置于水平光滑桌相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴面上,细线的另一端拴在竖直轴OOOO 上,如图所示,当上,如图所示,当m m1 1与与m m2 2均以角速度均以角速度w w绕绕OOOO做匀速圆周运动时,弹簧长做匀速圆周运动时,弹簧长度为度为l l2 2。求:(求:(1 1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?(2 2)将线突然烧断瞬间两球加速度各多大?)将线突
15、然烧断瞬间两球加速度各多大?第15页,共32页,编辑于2022年,星期五1414、两个质量分别是、两个质量分别是m m1 1和和m m2 2的光滑小球套在光滑水平杆的光滑小球套在光滑水平杆上,用长为上,用长为L L的细线连接,水平杆随框架以角速度的细线连接,水平杆随框架以角速度做做匀速转动,两球在杆上相对静止,如图所示,求两球离匀速转动,两球在杆上相对静止,如图所示,求两球离转动中心的距离转动中心的距离R R1 1和和R R2 2及细线的拉力及细线的拉力 第16页,共32页,编辑于2022年,星期五1515、如图所示,用细绳一端系着的质量为、如图所示,用细绳一端系着的质量为M M=0.6kg=
16、0.6kg的物体的物体A A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔孔O O吊着质量为吊着质量为m m=0.3kg=0.3kg的小球的小球B B,A A的重心到的重心到O O点的距离点的距离为为0.2m0.2m若若A A与转盘间的最大静摩擦力为与转盘间的最大静摩擦力为f f=2N=2N,为使,为使小球小球B B保持静止,求转盘绕中心保持静止,求转盘绕中心O O旋转的角速度旋转的角速度的的取值范围(取取值范围(取g g=10m/s=10m/s2 2)临界问题临界问题第17页,共32页,编辑于2022年,星期五1616、如图所示,在绕竖直轴
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