圆周运动二轮复习学案.docVIP

3.2圆周运动 命题 l．在提倡素质教育的今天，高考也会把考查学生的能力 2．与实际应用和与生产、生活、科技联系命题已经成为一 方法总结： 本节所涉及到的基本方法与牛顿运动定律的方法基本相同，只是在具体应用知识的过程中要注意结合圆周运动的特点：物体所受外力在沿半径指向圆心的合力才是物体做圆周运动的向心力，因此利用矢量合成的方法分析物体的受力情况同样也是本单元的基本方法；只有物体所受的合外力的方向沿半径指向圆心，物体才做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律合外力与加速度的瞬时关系可知，当物体在圆周上运动的某一瞬间的合外力指向圆心，我们仍可以用牛顿第二定律对这一时刻列出相应的牛顿定律的方程，如竖直圆周运动的最高点和最低点的问题。另外，由于在具体的圆周运动中，物体所受除重力以外的合外力总指向圆心，与物体的运动方向垂直，因此向心力对物体不做功，所以物体的机械能守恒。 易错点分析： 　　在本节知识应用的过程中，常犯的错误主要表现在：对物体做圆周运动时的受力情况不能做出正确的分析，特别是物体在水平面内做圆周运动，静摩擦力参与提供向心力的情况；对牛顿运动定律、圆周运动的规律及机械能守恒定律等知识内容不能综合地灵活应用，如对于被绳（或杆、轨道）束缚的物体在竖直面的圆周运动问题，由于涉及到多方面知识的综合，表现出解答问题时顾此失彼。 典型例题： 1. 皮带传动问题 例1：如图所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（ ） A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 2. 水平面内的圆周运动 例2：如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的μ倍。求： （1）当转盘的角速度ω1=时，细绳的拉力。 （2）当转盘的角速度ω2=时，细绳的拉力。 3. 竖直面内的圆周运动 例3、一内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在圆管中有两个直径略小于细管内径相同的小球（可视为质点）．A球的质量为m1，B球的质量为m2．它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0．设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，重力加速度用g表示． （1）若此时B球恰好对轨道无压力，题中相关物理量满足何种关系？ （2）若此时两球作用于圆管的合力为零，题中各物理量满足何种关系？ （3）若m1=m2=m ，试证明此时A、B两小球6mg，方向竖直向下． 4. 极值问题 例4：如图所示，用细绳一端系着的质量为M = 0.6Kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m = 0.3Kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2 m。若A与转盘间的最大静摩擦力为Ff=2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围。（取g=10m/s2） 5. 数理问题 例5：如图，光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B，相距0=0.1m，长=1m的柔软细线一端拴在A上，另一端拴住一个质量为500g的小球，小球的初始位置在AB连线上A的一侧，把细线拉直，给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度，使它做圆周运动，由于钉子B的存在，使细线逐步缠在A、B上，若细线能承受的最大拉力Fm=7N，则从开始运动到细线断裂的时间为多少？ 针对训练： （ ）1、 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为，则下列说法中正确的是 A．的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力 B．的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 C． v时，轮缘挤压外轨 D．v时，轮缘挤压外轨 （ ）2、如图，长为L的轻杆，一端固定一个小球，使小球P在竖直平面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度v，下列说法正确的是 A．v B．vC．v逐渐增大，杆对小球的弹力也逐渐增大 D．v逐渐减少，杆对小球的弹力也逐渐减少 （ ）3、如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等且为m，A处物块的质量为2m；点A、B与轴的距离相等且为r，点到轴的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列