高一物理__圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)提綱(編輯修改稿)
2024-11-26 07:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為 ，求這時(shí)小球的瞬時(shí)速度大小。 圖 5 解析： 小球所需向心力向下，本題中 ，所以彈力的方向可能向上也可能向下。 （ 1）若 F 向上，則 ， ； （ 2）若 F 向下，則 ， 點(diǎn)評(píng)： 本題是桿連球繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械能守恒，還能求出小球在最低點(diǎn)的即時(shí)速度。 需要注重的是：若題目中說(shuō)明小球在桿的帶動(dòng)下在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能不再守恒，這兩類題一定要分清。 結(jié)合能量的題型 例 4：一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為 R（比細(xì)管的半徑大得多），在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球 A、 B，質(zhì)量分別為 、 ，沿環(huán)形管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度都是 ，當(dāng) A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)， B球恰好到最高點(diǎn)，若要此時(shí)作用于細(xì)管的合力為零，那么 、 、 R和 應(yīng)滿足的關(guān)系是 。 解析： 由題意分別對(duì) A、 B小球和圓環(huán)進(jìn)行受力分析如圖 6 所示。 對(duì)于 A球有 對(duì)于 B球有 根據(jù)機(jī)械能守恒定律 由環(huán)的平衡條件 而 ， 由以上各式解得 圖 6 點(diǎn)評(píng)： 圓周運(yùn)動(dòng)與能量問(wèn)題常聯(lián)系在一起，在解這類問(wèn)題時(shí)，除要對(duì)物體受力分析，運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)外，還要正確運(yùn)用能量關(guān)系（動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律）。 連接問(wèn)題的題型 例 5：如圖 7 所示，一根輕質(zhì)細(xì)桿的兩端分別固定著 A、 B兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的小球， O點(diǎn)是一光滑水平軸，已知 ， ，使細(xì)桿從水平位置由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng) B球轉(zhuǎn)到 O 點(diǎn)正下方時(shí)，它對(duì)細(xì)桿的拉力大小是多少？ 圖 7 解析： 對(duì) A、 B兩球組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得 因 A、 B兩球用輕桿相連，故兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，即 設(shè) B球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)桿對(duì)小球的拉力為 ，由牛頓第二定律得 解以上各式得 ，由牛頓第三定律知， B球?qū)?xì)桿的拉力大小等于 ，方向豎直向下。 說(shuō)明： 桿件模型的最顯著特點(diǎn)是桿上各點(diǎn)的角速度相同。這是與后面解決雙子星問(wèn)題的共同點(diǎn)。 （四）難點(diǎn)問(wèn)題選講 1. 極值問(wèn)題 例 6：如圖 8 所示，用細(xì)繩一端系著的質(zhì)量為 的物體 A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩另一端通過(guò)轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔 O 吊著質(zhì)量為 的小球 B， A的重心到 O 點(diǎn)的距離為 。若 A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為 ，為使小球 B保持靜止，求轉(zhuǎn)盤繞中心 O 旋轉(zhuǎn)的角速度 的取值范圍。（取 ） 圖 8 解析： 要使 B靜止， A必須相對(duì)于轉(zhuǎn)盤靜止 ——具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度。 A需要的向心力由繩拉力和靜摩擦力合成。角速度取最大值時(shí)， A有離心趨勢(shì)，靜摩擦力指向圓心 O；角速度取最小值時(shí)， A有向心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，靜摩擦力背離圓心 O。 對(duì)于 B： 對(duì)于 A： ， 聯(lián)立解得 ， 所以 點(diǎn)評(píng)： 在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)角速度 變化時(shí)，物體有遠(yuǎn)離或向著圓心運(yùn)動(dòng)的（半徑有變化）趨勢(shì)。這時(shí)要根據(jù)物體的受力情況，判定物體受的某個(gè)力是否存在以及這個(gè)力存在時(shí)方向朝哪（非凡是一些接觸力，如靜摩擦力、繩的拉力等）。 2. 微元問(wèn)題 例 7：如圖 9 所示，露天娛樂場(chǎng)空中列車是由許多完全相同的車廂組成，列車先沿光滑
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