2014年春精选备课高中物理(鲁科版,必修2)：专题突破四2014年春精选备课高中物理(鲁科版,必修2)：专题突破四.ppt

圆周运动中应用牛顿第二定律的解题步骤： (1)确定研究对象，确定圆周运动的平面和圆心位置，从而确定向心力的方向． (2)选定向心力的方向为正方向． (3)受力分析(不要把向心力作为一种按性质命名的力进行分析)，利用直接合成法或正交分解法确定向心力的大小． (4)选择恰当的向心力公式，由牛顿第二定律列方程． (5)求解未知量并说明结果的物理意义． ;【例1】 如图1所示，质量分别为M和m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上．整个直杆被固定于竖直转轴上，并保持水平．两球间用劲度系数为k、原长为L的轻质弹簧连接在一起．左边小球被轻质细绳拴在竖直转轴上，细绳长度也为L.现使横杆P随竖直转轴一起在水平面内匀速转动，转动角速度为ω，则当弹簧长度稳定后，细绳的拉力大小和弹簧的总长度各为多少？ ; 解析　设直杆匀速转动时，弹簧伸长量为x，A、B两球水平方向受力如图所示，其中T为细绳的拉力，F为弹簧的弹力． ; 借题发挥　处理物体系统的匀速圆周运动问题要充分挖掘隐含条件．首先明确各物体做圆周运动的v、ω及r是多少，向心力是由什么力提供的，然后分析各物体做圆周运动的物理量之间有什么联系，从而建立方程求解相关问题． ;二、水平面内圆周运动的临界问题 关于水平面内匀速圆周运动的临界问题，无非是临界速度与临界力的问题，具体来说，主要是与绳的拉力、弹簧的拉力、接触面的弹力与摩擦力等相关．在这类问题中，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动知识，列方程求解．常见情况有以下几种： (1)与绳的弹力有关的圆周运动临界问题． (2)因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题． (3)受弹簧等约束的匀速圆周运动临界问题． (4)与斜面有关的圆周运动临界问题． ;【例2】 如图2所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ＝30°.一条长为L的绳(质量不计)，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体(可看成质点)，物体以速率v绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动． ; 解析　物体在光滑锥面上绕轴线做水平面内的匀速圆周运动，当运动速度较大时，物体有可能脱离锥面而“飘起”，此时物体只受重力mg和拉力T. ; 建立平面直角坐标系，对物体受力分析如图所示． 竖直方向上有 Tcos 30°－Nsin 30°＝mg， 水平方向上有 ;答案　(1)1.03mg　(2)2mg ;2．有物体支撑的小球(轻杆或双侧轨道类) 因轻杆和管壁能对小球产生支撑作用，所以小球达到最高点的速度可以为零，即临界速度v0＝0，此时支持力N＝mg. ;【例3】 如图3所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O.现给小球一初速度，使小球和杆一起绕轴O在竖直平面内转动，不计空气阻力，用F表示小球到达最高点时杆对小球的作用力，则F (　　)． A．一定是拉力 B．一定是支持力 ;解析　设小球对杆的作用力为F，在最高点时分析其受力得