圆周运动的实例分析.docVIP

高一物理圆周运动的实例分析、离心现象、曲线运动综合练习北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 圆周运动的实例分析、离心现象、曲线运动综合练习 二. 知识归纳与总结 1. 用向心力公式解题的一般方法： （1）明确研究对象，必要时要将它从转动系统中隔离出来； （2）找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径； （3）对研究对象做受力分析，分析是哪些力提供了向心力 2. 离心运动：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。 3. 向心运动和离心运动产生的原因（如图所示，向心力用Fn表示）。 （4）当Fn＝0时，即向心力消失时，半径R趋于无限大，物体将沿切线方向飞出。 所以，向心运动和离心运动产生的原因是向心力多余和不足。 4. 离心运动的应用和防止： （1）洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的。把湿衣服放在脱水筒里，筒转得慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需向心力F；当筒转得比较快时，附着力F不足以提供所需向心力F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到筒外面。 （2）在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的，如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力，汽车将做离心运动而造成交通事故。 【典型例题】 例1. 如图所示，用细管弯成半径为r的圆弧形轨道，并放置在竖直平面内，现有一小球在细管内运动，当小球通过轨道最高点时，若小球速度____________时，会对细管上部产生压力；若小球速度____________时，会对细管下部产生压力。 例4. 如图所示，轻杆长1m，其两端各连接质量为1kg的小球，杆可绕距B端0.2m处的轴O在竖直平面内自由转动，轻杆由水平从静止转至竖直方向，A球在最低点时的速度为4m/s。求：（g取10m/s2） ①A小球此时对杆的作用力大小及方向； ②B小球此时对杆的作用力大小及方向。 例5. 内壁光滑，两端封闭的试管长5cm，内有质量为1kg的小球，试管一端装在水平转轴O上，在竖直面上绕O做匀速转动。已知转动过程中，试管底部受到小球压力的最大值是最小值的3倍，求转动的角速度。 【模拟试题】 1. 关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是（ ） A. 初速度不为零的质点，受到与初速度的方向不在同一条直线上的外力作用 B. 质点受到外力作用 C. 质点加速度的方向必须发生变化 D. 质点受到的外力与加速度有一夹角 2. 质点作匀速圆周运动，下列物理量中，不变的是（ ） A. 速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 周期 3. 小球被细绳拴着做匀速圆周运动，轨道半径为R，向心加速度为a，那么（ ） A. 小球运动的角速度是 B. 小球在t时间内通过的路程 C. 小球做圆周运动的周期 D. 小球在t时间内（细线）转过的角度 8. 在下图2所示中，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端作圆周运动。当小球运动到最高点时，即时速度，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（ ） 图2 A. 的拉力 B. 的压力 C. 零 D. 的压力 图5 13. 一辆汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，汽车对路面的压力是4×104N。该汽车以同样速率驶过半径为R＝40m的凸形桥顶时，汽车对桥面的压力为多少？（g取10m/s2） 14. 如图6所示，长为L＝1m的轻质木杆，一端固定一个质量m=2kg的小球，以支架上的O点为轴在竖直面内做圆周运动，支架质量M＝5kg，当小球运动到最高点时v＝2m/s，则此时支架对地面的压力为多少？若要使支架对地面的压力为零，则小球运动到最高点时速度又该为多少？（g取10m/s2） 图6 用心 爱心 专心