20xx人教版高中物理必修2第5章曲線運動word復習學案-資料下載頁
2024-11-19 16:04本頁面
【導讀】本章是牛頓運動定律在處理曲線運動問題中的具體應用，本章以曲線運動的兩種特殊。情況——拋體運動和勻速圓周運動為例，研究物體做曲線運動的條件和規(guī)律，本章用到的重。的等效思維方法，要深刻體會學習，從而達到能夠靈活運用的目的．。運動軌道平面、圓心、圓半徑，寫出與向心力所對應的向心加速度表達式；同時，將題目的。圓周運動，平拋運動即物體水平拋出以后只受重力作用，在實際情況下，只受重力作用的物。度，將實際速度與之對比，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)做圓周運動時，最高點的臨界最小速度為零，而無支撐物的物體在最高點的臨界速度由。平拋運動是典型的勻變速曲線運動，它的動力學特征是：。平拋運動可分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，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)的圓周運動臨界問題． 對于物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運動的問題 ， 中學物理中只研究物體通過最高點和最低點的情況 ， 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； v gr時 ， 不能達到最高點． 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 ， 所以小球達到最高點的速度可以為 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點做圓周運動 ， 如圖所示．在 A通過最高點時 ， 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在通過最高點時 ， 若桿的作用力剛好等于零 ， 則零件的重力充當圓周運動所需的向心力 ， 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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