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1、1郑梁梅高级中学高一物理竞赛辅导讲义第九讲：非惯性系与惯性力 圆周运动【知识要点】一、非惯性系与惯性力1.非惯性系：相对于惯性系以加速度 a 运动的参考系称非惯性参考系，牛顿运动定律在非惯性参考系中不能适用。2.惯性力：为了使牛顿定律在非惯性系中具有与惯性系相同的形式，我们可以引入一个虚拟的力叫惯性力，加速场对物体的作用力(惯性力) 的大小 Fi=-ma,方向与非惯性系加速度 a 的方向相反,m 为物体的质量 .牛顿第二定律在非惯性系中形式为：F+F i=ma 非 。加速场和重力场等效，当重力场和加速场同时存在时，可以把它合成。二、圆周运动1.圆周运动的临界速度：如沿水平方向加速的汽车内的水流
2、星的临界速度为 （不是最高点）。gRv2.圆锥摆的临界速度:摆长为L,摆角为 的圆锥摆 ,其角速度 因 mg。RgRgRm2【典型例题】【例题 1】如图所示的系统中,已知方木块的质量为 m,楔形体的质量为 M,倾角为 ,滑轮和绳子的质量不计,绳子 AB 部分水平，不考虑所有的摩擦,求楔形体的加速度2【例题 2】一个光滑的圆锥体固定在水平面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角=300,如图所示.一条长度为 L 的绳( 质量不计),一端固定在圆锥体的顶点 O 处,另一端系一个质量为 m 的小球,小球随圆锥体以角速率 绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动.求(1)当速率 1= 时,绳对小球的拉力.g(
3、2)当速率 2= 时,绳对小球的拉力.L33【例题 3】如图所示，一根长为 2L 放在竖直平面内的硬杆 AB,在硬杆的中心点安放一个相对硬杆固定不动的小球 C,其质量为 m.B 端向右以速度 v 匀速运动,硬杆沿竖直面滑下.求当杆与墙成 角时,小球对滑槽的作用力?【练习】41一个高为 h,宽为 d 的匀质长方体箱子放在行使的卡车上,问卡车煞车时,加速度大小超过多大时箱子将翻倒?(不考虑箱子的滑动) （答案： ）hgda2升降机以加速度为 a 竖直向上作匀加速直线运动,机内有一倾角为 、长为 L 的斜面.有一物体在斜面顶端,开始时相对斜面是静止的,物体与斜面间的滑动摩擦系数为 ,如图所示.已知物
4、体能沿斜面下滑,问该物体经多少时间滑到斜面的底端? （答案： ）)cos)(sin2agL2如图所示,在一根长为 L 的钢性轻细棒的中心 B 和末端 C 各连着一个质量均为 m 的小球,棒可以在竖直平面内绕固定点 A 转动,现将棒拉到某一位置后释放,当末端 C 球摆到最低位置时,BC 杆对 C 球的拉力为 2mg,求 AB 杆对 B 球的拉力. （答案： ）27g4如图所示，质量为m的小球，用轻悬线固定于O点小球,把悬线拉直呈水平,无初速释放,当悬线与竖直方向成角时。求：（1）悬线的拉力大小和小球的加速度大小。（2） 为多少时，小球的加速度方向为水平方向答案：（1） ；（2） 2cos31gant 3cos1
