高中物理必修2勻速圓周運(yùn)動”的典型例題2-閱讀頁
2025-04-19 02:37本頁面
【正文】 2）當(dāng)o1a線所受力為100n時，求此時的角速度ω2．【分析】小球做圓周運(yùn)動所需的向心力由兩條細(xì)線的拉力提供，當(dāng)小球的運(yùn)動速度不同時，所受拉力就不同。則f1cosθ=mg ①f1sinθ=mrω12 ②由幾何知識知∴r= θ=37176。則對a受力分析得f1cosθf2sinθmg=0 ④f1sinθ+f2cosθ= mrω22 ⑤由式（4）（5）得【說明】向心力是一種效果力，在本題中o2a受力與否決定于物體a做圓周運(yùn)動時角速度的臨界值．在這種題目中找好臨界值是關(guān)鍵．[例9]一輛實(shí)驗(yàn)小車可沿水平地面（圖中紙面）上的長直軌道勻速向右運(yùn)動，有一臺發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺m上，到軌道的距離mn為d=10m，如圖所示。當(dāng)光束與mn的夾角為45176。當(dāng)小車正向n點(diǎn)接近時，在△t內(nèi)光束與mn的夾角由45176。隨著θ減小，v掃在減小若45176。[解]在△t內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過角度如圖，有兩種可能（1）光束照射小車時，小車正在接近n點(diǎn)，△t內(nèi)光束與mn的夾角從45176。小車走過l1，速度應(yīng)為由圖可知l1=d(tg45176。)③由②、③兩式并代入數(shù)值，得v1=④（2）光束照到小車時，小車正在遠(yuǎn)離n點(diǎn)，△t內(nèi)光束與mn的夾角從45176。小車走過l2速度為由圖可知l2=d(tg60176。) ⑥由⑤、⑥兩代并代入數(shù)值，得v2=[說明]光點(diǎn)在水平方向的掃描速度是變化的，它是沿經(jīng)向速度和切向速度的合速度。這一點(diǎn)速度的合成與分解應(yīng)理解正確。時，光束正好射到小車上有兩種情況（見分析）要考慮周全，不要丟解。[分析]子彈穿過筒壁，子彈與筒壁發(fā)生相互作用，既影響筒的轉(zhuǎn)速，又影響子彈飛行速度，因?yàn)檫@種影響忽略不講，所以測出的子彈速度是近似值，子彈穿過圓筒的時間，可從圓筒的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過的角度求了，為了求出子彈從a點(diǎn)穿入到從b點(diǎn)穿出時圓筒轉(zhuǎn)過的角度，必須作出子彈穿筒過程中圓筒轉(zhuǎn)動情景的圖示，與孤長l對應(yīng)的圓心角為θ，θ=l/r(rad)解：圓筒轉(zhuǎn)過的角為（πθ），圓筒的角速為ω，子彈速度為v，穿筒的時間為t，則：πθ=ωt，ω=2πn/60rad/s[說明]解題過程中，物理過程示意圖，是常用的方法，它可以使抽象的物理過程具體形象化，便于從圖中找出各物理量之間關(guān)系，以幫助建立物理方程，最后求出答
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