[理學(xué)]豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)臨界問題和連接體問題-文庫吧資料
2025-01-25 14:54本頁面
【正文】 球 A 為 L 處的點(diǎn) O 裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，外界給予系統(tǒng)一定的能量后，桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) ． 在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，忽略空氣的 阻力 ． 當(dāng)球 B 運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，球 B 對(duì)桿恰好無作用力 ． 下列說法正確的是 ( ) A. 球 B 在最高點(diǎn)時(shí)速度為零 B. 球 B 在最高點(diǎn)時(shí)，球 A 的速度也為零 C. 球 B 在最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)水平軸的作用力為 mg D. 球 B 轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，其速度為 vB＝165gL 例 4 C [ 解析 ] 球 B 在最高點(diǎn)時(shí)速度為 v0， 有 mg ＝ mv202L，得 v0＝ 2gL ， A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ； 此時(shí)球 A 的速度為v02＝122gL ， B 錯(cuò)誤 ； 設(shè)桿 對(duì)球 A 的作用力為 FA， 則 FA－ mg ＝ m??????v022L， 得 FA＝ ， C 項(xiàng)正確 ； 設(shè)球 B 在最低點(diǎn)時(shí)的速度為 vB， 據(jù)機(jī)械能守恒定律有 2mgL － mgL ＋12mv20＋12m??????v022＝－ 2 mgL ＋ mgL＋12mv2B＋12m??????vB22， 解得 vB＝265gL ， D 項(xiàng)錯(cuò)誤 ． 答案 [ 點(diǎn)評(píng) ] 連接體問題屬于共軸轉(zhuǎn)動(dòng) ， 如本題中球 A 和球 B的角速度相同 ， 則線速度與其圓周運(yùn)動(dòng)半徑成正比 ． 在最高點(diǎn)時(shí)球 B 對(duì)桿恰好無作用力 ， 則其重力提供向心力 ， 從而求得此時(shí)球 B 的速度 ． [ 命題意圖 ] 本題重點(diǎn)考查學(xué)生分析連接體圓周運(yùn)動(dòng)問題的能力，通過本題應(yīng)帶給學(xué)生以下信息：其一，連接體的圓周運(yùn)動(dòng)問題要同時(shí)研究構(gòu)成連接體的多個(gè)物體的圓周運(yùn)動(dòng)，各物體圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同；其二，連接體問題中涉及系統(tǒng)的能量關(guān)系首先考慮機(jī)械能守恒定律，若涉及單個(gè)物體功能問題，如本題中若求某階段桿對(duì)球 A( 或球 B) 的做功時(shí)，則應(yīng)用動(dòng)能定理求解；其三，涉及連接體圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析，則多種多樣，如下面的變式題中 A 物體，在圓盤轉(zhuǎn)速小時(shí)由圓盤對(duì)其靜摩擦力提供向心力，在圓盤轉(zhuǎn)速大時(shí)由最大靜摩擦力和 AB 間繩子的拉力的合力提供向心力． [ 2022 據(jù)牛頓第二定律 A球在圓管的最低點(diǎn)有： 同理 m2在最高點(diǎn)有： m2球由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)機(jī)械能守恒 由上述方程可得： 例、長(zhǎng)為 OA(不計(jì)質(zhì)量 ),A端插個(gè)質(zhì)量為 ,在豎直平面內(nèi)繞 O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng) ,當(dāng)球達(dá)到最高點(diǎn)的速度分別為 3m/s, m/s,2m/s時(shí) ,求桿對(duì)球的作用力各為多少 ? 6O A 如圖所示，質(zhì)量為 m的小球，用長(zhǎng)為 L的細(xì)繩，懸于光滑斜面上的 0點(diǎn)，小球在這個(gè)傾角為 θ 的光滑斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速率分別是 vl和 v2，則繩在這兩個(gè)位置時(shí)的張力大小分別是多大 ? 鞏固練習(xí) [ 2022 試分析： （ 1）當(dāng)小球在最低點(diǎn) A的速度為 V1時(shí)，其桿所受力為多大？ （ 2）當(dāng)小球在最高點(diǎn) B的速度為 V2時(shí)，其桿的受力與速度的關(guān)系怎樣？ 豎直面的桿物結(jié)構(gòu) F3 mg F1 mg F2 v1 v2 o 222vF m g mL??最 低 點(diǎn) ：211+ ( )vm g F mL?力最 ： 拉高 點(diǎn)213 ( )vm g F mL?支 持 力0( 2 ) 0v g L F
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1