2019-2020年高三物理“曲线运动”圆周运动中的临界问题(二)复习学案.doc
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2019-2020年高三物理“曲线运动”圆周运动中的临界问题(二)复习学案【典型例题】二、竖直平面上圆周运动的临界问题 例1、轻绳OA长L=0.4m,在A端固定一小球,小球的质量m=2kg,以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动,(1)若要使小球恰好能在竖直面内完成圆周运动,则最高点处小球的速度应为多大?(2)当小球到达最高点时,小球的速度大小分别为V1=1m/s和V2=4m/s,小球能否通过最高点?若能,求在此位置时绳对小球的作用力的大小总结:物体在没有支撑物时,在竖直平面内做圆周运动 过最高点的临界条件: 能过最高点的条件:v 不能过最高点的条件: (实际上球还没到最高点时就脱离了轨道)例2、轻杆OA长L=0.m,在A端固定一小球,小球的质量m=2kg,以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动,(1)若要使小球恰好能在竖直面内完成圆周运动,则最高点处小球的速度应为多大?(2)当小球到达最高点时,小球的速度大小分别为V1=1m/s和V2=4m/s,求在此位置时杆对小球的作用力的大小和方向bOa总结:物体在有支撑物时,在竖直平面内做圆周运动(1)小球要能过最高点,最高点的速度必须满足: (2)当V=0时,轻杆对小球的力的方向 ,大小 当V=时,轻杆对小球的力的方向 ,大小 当0V时,轻杆对小球的力的方向 ,大小 课堂训练1、小金属球质量为、用长的轻悬线固定于点,在点的正下方2处钉有一颗钉子,把悬线沿水平方向拉直,如图所示,无初速度释放,当悬线碰到钉子后的瞬时(设线没有断),则下列说法正确的是 ()A小球的角速度突然增大 B小球的线速度突然减小到零 C小球的向心加速度突然增大 D悬线的张力突然增大课堂训练2、(全国)如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( )A、a处为拉力b处为拉力 B、a处为拉力b处为推力 C、a处为推力b处为拉力D、a处为推力b处为推力课堂训练3、如图所示,长为2L的轻杆,两端各固定一小球,A球质量为m1,B球质量m2。过杆的中点O有一水平光滑固定轴,杆可绕轴在竖直平面内转动。当转动到竖直位置且A球在上端、B球在下端时杆的角速度为,此时杆对转轴的作用力为零,则A、B小球的质量之比为( )A1:1 【课后巩固】1、某人站在水平地面上,用手握住细绳的一端,绳的另一端拴着一石块,石块以手为为圆心在竖直平面内做圆周运动,则 ( )A、石块在最高点的向心加速度可以小于g,速度可能为零B、石块所受合力方向总是指向圆心C、石块速度方向总是沿着各点的切线方向D、石块运动到最低点时人对地面的压力比到最高点时对地面的压力大2、在质量为M的电动机飞轮上,固定着一个质量为m的重物,重物到转轴的距离为R,如图919所示,为了使电动机不从地面上跳起,电动机飞轮转动的最大角速度不能超过:( )(A) (B) (C) (D)S图919分析:3、如图6所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是 ( )A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.小球通过最高点时的最小速度vmin=0C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力4、如图所示,长度L=0.50 m的轻质杆OA,A端固定一个质量为m=3.0 kg的小球,小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动.通过最高点时小球的速率是2.0 m/s,g取10 m/s2,则此时轻杆OA( )A.受到6.0 N的拉力 B.受到6.0 N的压力C.受到24 N的拉力 D.受到54 N的压力分析:5、如图所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时,由于球对杆有作用,使杆发生了微小形变,关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系,下列说法正确的是( )A.形变量越大,速度一定越大 B.形变量越大,速度一定越小C.形变量为零,速度一定不为零 D.速度为零,可能无形变6、竖直面内半径为R的圆周形轨道是飞机做飞行表演时留下的,当飞机通过最高点时,飞行员对座椅的压力恰好等于自身重力的3倍,则飞机的速率此时为_分析:7、如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆细管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B,以不同的速率进入管内,若A球通过圆周最高点C,对管壁上部的压力为3mg,B球通过最高点C时,对管壁内、外侧的压力均为0,求A、B球落地点间的距8、如图4-3-10所示,质量为m的小球置于方形的光滑盒子中,盒子的边长略大于小球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内以O点为圆心做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,求:(1)若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力,则该同学拿着盒子做匀速圆周运动的周期为多少?(2)若该同学拿着盒子以第(1)问中周期的 做匀速圆周运动,则当盒子运动到如图4-3-9所示位置(球心与O点位于同一水平面上)时,小球对盒子的哪些面有作用力,作用力大小分别为多少- 配套讲稿:
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