物理：《圆周运动》习题课课件(人教版必修2)市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、圆周运动习题课圆周运动习题课第1页一、物体在水平面内圆周运动一、物体在水平面内圆周运动f f静静=F=F向向汽车在倾斜路面转弯汽车在倾斜路面转弯N NG GF F向向mgmgtantan=F=F向向 水平路面上转弯水平路面上转弯圆锥摆圆锥摆 L L m mG GF F向向mgmgtantan=F=F向向f f静静第2页水平圆盘上放置物体水平圆盘上放置物体f f静静=F=F向向fG(N)F向向fFG洗衣机脱水桶内衣服洗衣机脱水桶内衣服F=FF=F向向F静静第3页例例1.1.汽车经过拱桥颗顶点速度为汽车经过拱桥颗顶点速度为10 10 m ms s时，车对桥压力为车重时，车对桥压力为车重3/43/4
2、。假。假如使汽车驶至桥顶时对桥恰无压力，如使汽车驶至桥顶时对桥恰无压力，则汽车速度为则汽车速度为 (）A A、15 m15 ms Bs B、20 m20 ms s C C、25 m25 ms Ds D、30m30ms sB B第4页例例2 2、一个内壁光滑圆锥形筒轴线垂直水平面，、一个内壁光滑圆锥形筒轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等小球圆锥筒固定，有质量相等小球A A和和B B沿着筒内壁沿着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图在水平面内做匀速圆周运动，如图2 2中中A A运动半运动半径较大，则（径较大，则（）A AA A球角速度必小于球角速度必小于B B球角速度球角速度B BA A球线速
3、度必小于球线速度必小于B B球线速度球线速度C CA A球运动周期必大于球运动周期必大于 B B球运动周期球运动周期D DA A球筒壁压力球筒壁压力 必大于必大于B B球对筒壁压力球对筒壁压力 图2AC第5页圆周运动解题普通步骤圆周运动解题普通步骤：（1 1）明确研究对象；）明确研究对象；（2 2）确定在哪个平面做圆周运动）确定在哪个平面做圆周运动,找圆心和半径；找圆心和半径；（3 3）确定研究位置，受力分析，分）确定研究位置，受力分析，分析哪些力提供了向心力；析哪些力提供了向心力；(4(4）据向心力公式列方程。）据向心力公式列方程。第6页例：试分析质量为例：试分析质量为m m，沿竖直平面作半
4、，沿竖直平面作半径为径为R R圆周运动小球在以下四种情况中圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周最高点最小速度。经过圆周最高点最小速度。（1 1）用绳拴着小球在竖直平面内作圆）用绳拴着小球在竖直平面内作圆周运动；周运动；（1）二、杆二、杆球、绳球、绳球模型球模型第7页例：试分析质量为例：试分析质量为m m，沿竖直平面作半径为，沿竖直平面作半径为R R圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周最高点最小速度。最高点最小速度。（2 2）小球沿竖直光滑轨道内壁做圆周运动；）小球沿竖直光滑轨道内壁做圆周运动；（2）二、杆二、杆球、绳球、绳球模型球模型第8页例：试分析质量为例
5、：试分析质量为m m，沿竖直平面作半径为，沿竖直平面作半径为R R圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周最圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周最高点最小速度。高点最小速度。（3 3）小球用轻杆支撑在竖直平面内作圆周）小球用轻杆支撑在竖直平面内作圆周运动；运动；（3）二、杆二、杆球、绳球、绳球模型球模型第9页例：试分析质量为例：试分析质量为m m，沿竖直平面作半径为，沿竖直平面作半径为R R圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周圆周运动小球在以下四种情况中经过圆周最高点最小速度。最高点最小速度。（4 4）小球在竖直放置光滑圆管内作圆周运）小球在竖直放置光滑圆管内作圆周运动。动。（4）二、杆二、杆球、
6、绳球、绳球模型球模型第10页 三、圆周运动两种三、圆周运动两种临界临界问题问题（1 1）绳绳模模型型:如如图图所所表表示示，没没有有物物体体支支承承小小球球，在竖直平面作圆周运动：在竖直平面作圆周运动：R RF F2 2O OF F1 1mgmgmgmgv v1 1v v2 2过最高点临界条件：绳子和轨道对小球刚好过最高点临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力作用。没有力作用。由由mg=mvmg=mv2 2/R R 得得能过最高点条件：能过最高点条件：v vv v临界临界不能过最高点条件：不能过最高点条件：v v v v临界临界第11页（2）杆模型）杆模型:O Omgmgv vF FN2N2L
7、LF FN1N1在最高点在最高点 mgmgF FN N=mvmv2 2/L L 当当v v=0=0时，时，F FN N mgmg（F FN N为支持力，方向和指向圆心方向相反为支持力，方向和指向圆心方向相反)当当 时，时，FN随随v增大而减小，且增大而减小，且mg FN 0(FN仍为支持力仍为支持力)当当 时，时，F FN N=0=0 当当 时，时，F FN N随随v v增大增大而增大，且而增大，且F FN N 0 0（F FN N为拉力，为拉力，方向指向圆心）方向指向圆心）临界条件：硬杆支撑临界条件：硬杆支撑 最高点临界速度为零最高点临界速度为零如图所表示有物体支承小球如图所表示有物体支承小
8、球,在竖直平面作圆周运动在竖直平面作圆周运动:第12页 例例2.2.长度为长度为L L0.5m0.5m轻质细杆轻质细杆OAOA，A A端有一端有一质量为质量为m m3.0kg3.0kg小球，如图所表示，小球以小球，如图所表示，小球以O O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，经过最点为圆心在竖直平面内做圆周运动，经过最高点时小球速率是高点时小球速率是2.0m2.0ms s，g g取取10m10ms s2 2，则，则此时细杆此时细杆OAOA受到（）受到（）A A、6.0N6.0N拉力拉力 B B、6.0N6.0N压力压力 C C、24N24N拉力拉力 D D、24N24N压力压力ALOm图5oAB第1
9、3页解法：小球在解法：小球在A点速度大于点速度大于 时，杆受到拉时，杆受到拉力，小于时，杆受压力。力，小于时，杆受压力。V0=ms ms 因为因为v2.0 ms ms，我们知道：，我们知道：过最高点时，球对细杆产生压力。过最高点时，球对细杆产生压力。小球受重力小球受重力mg和细杆支持力和细杆支持力N 由牛顿第二定律由牛顿第二定律mgNm Nmgm 6.0N 故应选故应选B。该页隐藏了该页隐藏了第14页 长长L L0.5m0.5m，质量能够忽略杆，其下端固，质量能够忽略杆，其下端固定于定于O O点，上端连接着一个质量点，上端连接着一个质量m m2kg2kg小球小球A A，A A绕绕O O点做圆周
10、运动（同图点做圆周运动（同图5 5），在），在A A经过最经过最高点，试讨论在以下两种情况下杆受力：高点，试讨论在以下两种情况下杆受力：当当A A速率速率v v1 11m1ms s时时 当当A A速率速率v v2 24m4ms s时时Lm图5o oA A 巩固巩固 1)16N,竖直向上；竖直向上；2）44N，竖直向下，竖直向下第15页水流星问题：例例3 3、绳绳系系着着装装水水桶桶，在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动，水质量动，水质量m=0.5kgm=0.5kg，绳长，绳长=40cm.=40cm.求求（1 1）桶在最高点水不流出最小速率？）桶在最高点水不流出最小速率？（2 2）水水在在
11、最最高高点点速速率率=3m/s=3m/s时时水水对对桶桶底底压压力力？(g(g取取10m/s10m/s2 2)2m/s,6.25N第16页 如图所表示，有一质量为如图所表示，有一质量为m m小球小球P P与穿过光滑水平与穿过光滑水平板上小孔板上小孔O O轻绳相连，用手拉着绳子另一端，使小球轻绳相连，用手拉着绳子另一端，使小球在水平板上绕在水平板上绕O O点做半径为点做半径为a a、角速度为、角速度为匀速圆周运匀速圆周运动动.求：求：（1 1）此时绳上拉力有多大？）此时绳上拉力有多大？（2 2）若将绳子从此状态快速放）若将绳子从此状态快速放松，后又拉直，使小球绕松，后又拉直，使小球绕O O做半做
12、半径为径为b b匀速圆周运动匀速圆周运动.从放松到从放松到拉直这段过程经历了多长时间？拉直这段过程经历了多长时间？（3 3）小球做半径为）小球做半径为b b匀速圆周运动时，绳子上拉力又匀速圆周运动时，绳子上拉力又是多大？是多大？P PF F例例例例4 4、解解:（1 1）绳子上拉力提供小球做匀速圆周运）绳子上拉力提供小球做匀速圆周运动向心力，故有：动向心力，故有：F=mF=m 2 2a a第17页 （2 2）松手后小球将从沿圆周切线方向做匀速直线）松手后小球将从沿圆周切线方向做匀速直线运动运动.当绳在水平板上长为当绳在水平板上长为b b时，绳又被拉紧（时，绳又被拉紧（如图如图所表示）所表示），
13、小球运动距离为，小球运动距离为故故b bO Oa as s（3 3）在绳被拉紧短暂过程中，球）在绳被拉紧短暂过程中，球损失了沿绳分速度，保留着垂直损失了沿绳分速度，保留着垂直于绳分速度做匀速圆周运动于绳分速度做匀速圆周运动.切切向速度：向速度：vv2v1v v1 1=vava/b b=a a2 2/b b.所以绳子以后拉力为所以绳子以后拉力为：F F=m mv v2 21 1/b b=m m 2 2a a4 4/b b3 3.第18页；http:/ ；呆/可马原城谁不给它一些面子/|那倒也相信/马原城各种矿石修行资源比起壹般小王国都要强太多/对于修行者来说/荣华富贵已经不算什么咯/修行资源才相
14、信它们最想要/这囡人不能要被大斧头夺跑吧?啧啧/那真相信可惜咯/壹朵美艳花朵要落在牛粪上/|大斧头显然在马原城存在很高人气/它壹出来/大家儿都忍不住叹息/老狼都忍不住叹息道/可惜咯/这么壹支娇花却要被这么壹佫呆傻之*害咯/当真相信傻人存在傻服/|听到老狼感叹/马开笑咯笑嚷道/它能在这佫囡人手下坚持三招就不错咯/马原城里存在元灵境吗?存在元灵境话/或许还存在一些可能胜过她/|老狼听到马开话/瞪大眼睛着马开/以为马开时不时在说笑/马开笑咯笑没存在给老狼解释/叶静云实力不能比起叶家那位大世子差/要不然/叶静云和斗不过它们咯/更别说和它们争什么咯/毕竟囡人在血脉继承上先天存在劣势/|马原城里/只存在城
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