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1、2005届高三物理总复习教案 No:18第十八课时 常见的圆周运动问题知识梳理一水平面内的匀速圆周运动 1物体在水平面内作匀速圆周运动，其所受的合外力提供向心力，故物体所受的水平合力即为_。竖直方向的合力为_。2处理匀速圆周运动问题时，一要进行正确的受力分析，还要设法确定圆周运动的圆心和半径，这一点在磁场中尤其重要。二竖直平面内的圆周运动 1运动物体在竖直平面内作圆周运动，如果物体带电，且处在电磁场中，此时物体有可能作匀速圆周运动。 2对没有物体支撑的小球(如小球系在细绳的一端、小球在圆轨道的内侧运动等)在竖直平面内作圆周运动过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球无力作用，则若小球作圆周运动的半
2、径为 R，它在最高点的临界速度为：V=_。3对有物体支撑的小球(如球固定在杆的一端、小球套在圆环上或小求在空心管内的运动)在竖宜平面内作圆周运动过最高点的，临界速度为：V=_。 能力提高 火车转弯处的铁轨一般是外轨略高于内轨，试结合作图分析这样铺轨的原因，并说出火车转弯时要求按规定速度行驶的道理。 典型例题 例1长为L的轻绳一端系一质量为M的小球，以另一端为圆心，使小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，则小球通过最高点时，下列说法正确的是 A绳中张力恰好为mg B小球加速度恰好为g C小球速度恰好为零 D小球所受重力恰好为零 例2长L=05m、质量可忽略的杆，其下端固定在O点，上端连接着一个零件A
3、，A的质量为 m=2kg，它绕O点做圆周运动，如图所示，在A点通过最高点时，求在下列两种情况下杆受的力：(1)A的速率为1ms；(2)A的速率为4ms。例3如图所示，一种电动夯的结构为：在固定于夯上的电动机的转轴上固定一杆，杆的另一端固定一铁块。工作时电动机带动杆与铁块在竖直平面内匀速转动，则当铁块转至最低点时，夯对地面将产生很大的压力而夯实地面。设夯的总质量为M，铁块的质量为m，杆的质量不计。电动机的转速可以调节，为了安全，夯在工作中不离开地面，则此夯能对地面产生的最大压力为多少? 例4如图所示，m为在水平传送带上被传送的物体，A为终端皮带轮，轮的半径为r，则m可被水平抛出，A轮转速的最小值
4、为多少?若m被抛出后，在A轮转一周的时间内m未落地，则m的水平位移为多少?例5如图所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A和B，它们相距20cm，用一根长为1m的细绳，一端系一个质量为04k8的小球，另一端固定在钉子上，开始时小球与钉子A、B在同一直线上，然后使小球以2ms的速率，开始在水平面上作匀速圆周运动，若绳子能承受的最大拉力是 4N，那么从开始运动到绳断所经历的时间为多少? 随堂练习 1判断下列说法正确的是： A匀速圆周运动是匀变速运动 B物体在变力作用下不可能作匀速圆周运动 C向心加速度随轨道半径的增大而减小 D。向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量 E向心力一定是物体受到的合外力 2
5、汽车以15米秒的速度通过R=40米的凸形桥，轮与桥面间的动摩擦因数为06，求汽车在最高点时的可能最大水平加速度。 3如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内，两个质量均为m的小球A、B，以不同的速度进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为075mg，求A、B两球落地点间的距离。 课后作业1一小球质量为m，用长为L的悬线固定于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球，当悬线碰到钉子的瞬时 ( )A小球的向心加速度突然增大 B小球的角速度突然增大C小球的速度突然增大 D悬线的张力突然增大2有A，
6、B，C三个物体放在水平圆形平台上，它们与平台的摩擦因数相同，它们的质量之比为321，它们与转轴之间的距离之比为123，当平台以一定的角速度旋转时，它们均无滑动，它们受到静摩擦力分别为fA，fB，fC，则 ( ) AfAfBfC； BfAfBfC； CfA=fBfC； DfA=fCfB3如图1所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，小球在过最高点的速度为V，下列叙述中正确的是 ( )AV的极小值为 BV由零逐渐增大，向心力也逐渐增大当V由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D当V由值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐增大4细绳一端系上盛水的
7、小桶，另一端拿在手中，现使小桶在竖直平面内做圆周运动.已知绳长为L，要使桶在最高点时水不流出，则此时水桶角速度的最小值应是 ( )A BC D.5如图2所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线连接的质量相等的两物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两物体的运动情况将是 ( )A两物体均沿切线方向滑动B两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D物体A仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动；物体B发生滑动，沿一条曲线向外运动，离圆盘圆心越来越远6如图3所示，用同样材料做成的A、B、C三
8、个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动已知三物体质量间的关系 mA = 2mB = 2mC ；转动半径之间的关系是rC = 2rA = 2rB .那么以下说法中正确的是 ( )物体A受到的摩擦力最大 物体B受到的摩擦力最小物体C的向心加速度最大 转台转速加快时，物体C最先开始滑动7把一个物体放在武汉的水平地面上，物体随地球的自转而匀速圆周运动关于物体做圆周运动的圆心和向心力，下面哪种说法是正确的 ( )A地心就是圆心 B圆周所在平面与地轴的交点是圆心C地球对物体的万有引力是向心力 D物体所受重力是向心力E地球对物体的万有引力与地面对物体支持力的合力是向心力8在游乐场里玩“过天龙”
9、游戏时,人和车的质量共为100kg,它们到达竖直圆轨道的最高点时,速度为6ms,过最低点时的速度为16.6.如果圆形轨道的半径是3.6 m,g取10 ms2,小车在最低点和最高点的压力分别是 ( ) A7654N和1000N B8654N和1000NC8654N和2000N D8654和09如图4所示，在倾角30的光滑斜面上，有一长l0.4m的细绳，一端固定在O点，另一端拴一质量为m0.2N的小球，使之在斜面上作圆周运动，求：(1)小球通过最高点A时最小速度；(2)如细绳受到9.8N的拉力就会断裂，求小球通过最低点B时的最大速度.翰林汇10长为L的轻杆两端分别固定一个质量都是m的小球，它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，转动的角速度，求杆通过竖直位置时(图5)，上下两个小球分别对杆端的作用力，并说明是拉力还是压力. 11翰林汇如图6所示，一质量为M的木块在角速度为的转动平台上，用一根轻细线系着M，另一端拴着另一质量为m的木块，木块M与平台间的最大静摩擦力为fm使木块M在平台以角速度转动时与平台保持相对静止，求半径R的范围参考答案:1、 ABD 翰林汇2、 D 翰林汇3、 B C D翰林汇 4、 D 翰林汇5、D 翰林汇6、 BCD 翰林汇7、 BE 翰林汇8、 D 9、 1.41米/秒，4.2米/秒10、上压，下拉 11、；3
