高中物理10大難點強行突破之三圓周運動的實例分析-wenkub.com
2025-04-01 02:36 本頁面
【正文】 【總結(jié)】本題考查的是圓周運動中角速度的定義，ω=θ/t，實驗中θ是用量角器測量出來的，時間t的測量用的是打點計時器，應(yīng)該充分發(fā)揮想象，不是打點計時器只能測量直線運動。（9）實驗中常見的圓周運動綜合題往往以圓周運動和其他物理知識為背景，這類題代表了理科綜合命題方向，要在平日的做題中理解題目的原理，靈活的把握題目。【解析】以小球為研究對象。要使小球到達(dá)A點（自然不脫離圓形軌道），則小球在A點的速度必須滿足Mg+NA=m，式中，NA為圓形軌道對小球的彈力。【審題】想象著實際情況，當(dāng)以一定速度旋轉(zhuǎn)雨傘時，雨滴甩出做離心運動，落在地上，形成圖321一個大圓。 圖320在實際中，有一些利用離心運動的機械，這些機械叫做離心機械?！究偨Y(jié)】汽車過拱橋時，一定要按照實際情況受力分析，沿加速度方向列式。由牛頓第三定律知，水對水桶的作用力F′＝－F＝－ N，即方向豎直向上。②水在最高點速率v＝3 m/s時，水對桶底的壓力。ω2整理得ω＝可見，角速度越大，角α也越大。圖313 運動有什么特點？①動力學(xué)方程： 由牛頓第二定律 G－＝m解得＝G－m ?、谄囂幱谑е貭顟B(tài) 汽車具有豎直向下的加速度，＜mg，對橋的壓力小于重力．這也是為什么橋一般做成拱形的原因． ?、燮囋跇蝽斶\動的最大速度為根據(jù)動力學(xué)方程可知，當(dāng)汽車行駛速度越大，汽車和橋面的壓力越小，當(dāng)汽車的速度為時，壓力為零，這是汽車保持在橋頂運動的最大速度，超過這個速度，汽車將飛出橋頂，做平拋運動。還有一些實例和這一模型相同，如自行車轉(zhuǎn)彎，高速公路上汽車轉(zhuǎn)彎等等我們討論的火車轉(zhuǎn)彎問題，實質(zhì)是物體在水平面的勻速圓周運動，從力的角度看其特點是：合外力的方向一定在水平方向上，由于重力方向在豎直方向，因此物體除了重力外，至少再受到一個力，才有可能使物體產(chǎn)生在水平面做勻速圓周運動的向心力．實際在修筑鐵路時，要根據(jù)轉(zhuǎn)彎處的半徑r和規(guī)定的行駛速度v0，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力完全由重力G和支持力FN的合力來提供，雖然內(nèi)外軌有一定的高度差，但火車仍在水平面內(nèi)做圓周運動，因此向心力是沿水平方向的，而不是沿“斜面”向上，F(xiàn)=Gtgθ=mgtgθ，故mgtgθ=m?！ 、偈芰Ψ治觯喝鐖D所示312火車受到的支持力和重力的合力水平指向圓心，成為使火車拐彎的向心力。而重力沿半徑方向的分力逐漸減少，對以上兩種情況又不能提供其他相應(yīng)的指向圓心的力的作用，故不能提供不斷增大的向心力，所以不能維持圓周運動。圖310④當(dāng)v＞時，F(xiàn)N為拉力，F(xiàn)N隨v的增大而增大。②能過最高點的條件：v≥，當(dāng)v＞時，繩對球產(chǎn)生拉力，軌道對球產(chǎn)生壓力。圖37例6：如圖37所示，小球Q在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，當(dāng)Q球轉(zhuǎn)到圖示位置時，則Q球的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？【審題】下落的小球P做的是自由落體運動，小球Q做的是圓周運動，若要想碰，必須滿足時間相等這個條件。【審題】小球做的是平拋運動，在小球做平拋運動的這段時間內(nèi)，圓盤做了一定角度的圓周運動。圓周運動是一個獨立的運動，而另一個運動通常也是獨立的，分別明確兩個運動過程，注意用時間相等來聯(lián)系。【審題】鐵塊在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，其向心力是重力mg與輪對它的力F的合力．由圓周運動的規(guī)律可知：當(dāng)m轉(zhuǎn)到最低點時F最大，當(dāng)m轉(zhuǎn)到最高點時F最小。圖34例3：如圖34所示，半徑為R的半球形碗內(nèi)，有一個具有一定質(zhì)量的物體A，A與碗壁間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)碗繞豎直軸OO/勻速轉(zhuǎn)動時，物體A剛好能緊貼在碗口附近隨碗一起勻速轉(zhuǎn)動而不發(fā)生相對滑動，求碗轉(zhuǎn)動的角速度．【審題】物體A隨碗一起轉(zhuǎn)動而不發(fā)生相對滑動，則物體做勻速圓周運動的角速度ω就等于碗轉(zhuǎn)動的角速度ω。②變速圓周運動：速度大小發(fā)生變化，向心加速度和向心力都會相應(yīng)變化。③分析受力情況，對物體實際受力情況做出正確的分析，畫出受力圖，確定指向圓心的合外力F（即提供向心力）。（3）向心力的來源a．向心力是根據(jù)力的效果命名的．在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時，切記在物體的作用力（重力、彈力、摩擦力等）以外不要再添加一個向心力。4r＝（ωa）2r＝ ωar＝，所以選項A也錯．向心加速度：aa＝ωa2r；ab＝ωb2圖32例2：如圖32所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則A．a(chǎn)點與b點線速度大小相等B．a(chǎn)點與c點角速度大小相等C．a(chǎn)點與d點向心加速度大小相等D．
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