20xx人教版高中物理必修2第5章曲線運(yùn)動word復(fù)習(xí)學(xué)案-資料下載頁
2025-11-10 16:04本頁面
【導(dǎo)讀】本章是牛頓運(yùn)動定律在處理曲線運(yùn)動問題中的具體應(yīng)用，本章以曲線運(yùn)動的兩種特殊。情況——拋體運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動為例，研究物體做曲線運(yùn)動的條件和規(guī)律，本章用到的重。的等效思維方法，要深刻體會學(xué)習(xí)，從而達(dá)到能夠靈活運(yùn)用的目的．。運(yùn)動軌道平面、圓心、圓半徑，寫出與向心力所對應(yīng)的向心加速度表達(dá)式；同時，將題目的。圓周運(yùn)動，平拋運(yùn)動即物體水平拋出以后只受重力作用，在實(shí)際情況下，只受重力作用的物。度，將實(shí)際速度與之對比，可以得到一些判斷，從而解決問題．如有支撐物的物體在豎直面。內(nèi)做圓周運(yùn)動時，最高點(diǎn)的臨界最小速度為零，而無支撐物的物體在最高點(diǎn)的臨界速度由。平拋運(yùn)動是典型的勻變速曲線運(yùn)動，它的動力學(xué)特征是：。平拋運(yùn)動可分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動，只要拋出時
【正文】 較大時 ， BC 繩被拉直 ， 這時小球受重力 mg、繩AC的拉力 F1和 BC繩的拉力 F2三個力作用做勻速圓周運(yùn)動 ， 本題屬于哪種情況需作判斷． 設(shè) BC繩剛好被拉直且無拉力時 ， 球做圓周運(yùn)動的角速度為 ω 0， 繩 AC與桿夾角為 θ ，如圖甲所示 ， 有： mgtan θ ＝ mω 20r， r＝ Lsin θ ， 得 ω 0＝ gLcos θ ， 代入數(shù)據(jù)得 ω 0＝ 5 rad/s， 本題中 ω ＝ 40 rad/s， 大于 ω 0＝ 5 rad/s， 可知 BC 繩已被拉直并有拉力 ， 對小球受力分析建立 如圖乙所示的坐標(biāo)系 ，將 F F2正交分解 ， 則 沿 x軸方向： F1sin θ ＋ F2sin θ ＝ mω 2r， 沿 y軸方向： F1cos θ － mg－ F2cos θ ＝ 0， 代入數(shù)據(jù)得 F1＝ 325 N， F2＝ 315 N. 答案： 325 N 315 N Ⅱ .豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動臨界問題． 對于物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動的問題 ， 中學(xué)物理中只研究物體通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況 ， 并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)．通常有 以下兩種情 況： ① 沒有物體支撐的小球 (輕繩或單側(cè)軌道類 )． 小球在最高點(diǎn)的臨界速度 (最小速度 )是 v0＝ ， 繩對小球的拉力為 0， 環(huán)對小球的彈力為 0(臨界條件： FT＝ 0或 FN＝ 0)， 此時重力提供向心力．所以 v≥ gr時 ， 能通過最高點(diǎn)； v gr時 ， 不能達(dá)到最高點(diǎn)． ② 有物體支撐的小球 (輕桿或雙側(cè)軌道類 )． 因輕桿和管壁能對小球產(chǎn)生支撐作用 ， 所以小球達(dá)到最高點(diǎn)的速度可以為 0， 即臨界速度 v0＝ 0， 此 時支持力 FN＝ mg. 例 6 長 L＝ m的輕桿 ， 其一端連接著一個零件 A， A的質(zhì)量 m＝ 2 A在豎直平面內(nèi)繞 O點(diǎn)做圓周運(yùn)動 ， 如圖所示．在 A通過最高點(diǎn)時 ， 求下列兩種情況下 A對桿的作用力 (g取 10 m/s2)． (1)A的速率為 1 m/s； (2)A的速率為 4 m/s. 解析： 零件 A在通過最高點(diǎn)時 ， 若桿的作用力剛好等于零 ， 則零件的重力充當(dāng)圓周運(yùn)動所需的向心力 ， 此時： v0＝ gL＝ 5 m/s. (1)v1＝ 1 m/s 5 m/s， 所以桿對零件的作用力為支持力 F1， 由 牛頓第二定律得 mg－F1＝ mv21L， F1＝ mg－ mv21L， 代入數(shù)據(jù)得 F1＝ 16 N. 由牛頓第三定律得零件 A對桿的作用力為 16 N. (2)v2＝ 4 m/s 5 m/s， 所以桿對零件 A的 作用力為拉力 F2， 由牛頓第二定律得 mg＋F2＝ mv22L F2＝ mv22L－ mg， 代入數(shù)據(jù)得 F2＝ 44 N. 由牛頓第三定律得零件 A對桿的作用力為 44 N. 答案： (1)16 N (2)44 N
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