《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 研究圓周運(yùn)動(dòng) 習(xí)題課 圓周運(yùn)動(dòng)課件 滬科版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 研究圓周運(yùn)動(dòng) 習(xí)題課 圓周運(yùn)動(dòng)課件 滬科版必修2.ppt（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、習(xí)題課圓周運(yùn)動(dòng),第2章研究圓周運(yùn)動(dòng),[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)各物理量的關(guān)系以及向心力、向心加速度的公式.2.會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力來(lái)源.3.會(huì)分析圓錐擺在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng).4.會(huì)分析汽車(chē)過(guò)拱(凹)形橋問(wèn)題.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),重點(diǎn)探究,,例1如圖1所示，光滑的水平面上固定著一個(gè)半徑逐漸減小的螺旋形光滑水平軌道，一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，下列物理量中數(shù)值將減小的是A.周期B.線速度C.角速度D.向心加速度,一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量間的關(guān)系,圖1,√,答案,解析,解析軌道對(duì)小球的支持力與速度方向垂直，軌道的支持力只改變速
2、度的方向不改變速度的大小，即小球的線速度大小不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)v＝ωR，線速度大小不變，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減小，故角速度變大，故C錯(cuò)誤；,1.線速度v、角速度ω以及周期T之間的關(guān)系：v＝＝ωR.2.角速度ω與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系：ω＝2πn(注：n的單位為r/s).這些關(guān)系不僅在物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)中適用，在變速圓周運(yùn)動(dòng)中也適用，此時(shí)關(guān)系中各量是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的.,,例2如圖2所示，兩根長(zhǎng)度相同的輕繩(圖中未畫(huà)出)，連接著相同的兩個(gè)小球，讓它們穿過(guò)光滑的桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中O為圓心，兩段細(xì)繩在同一直線上，此時(shí)，兩段繩子受到的拉力之比為多少？,圖2,二、分析圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法,答案3∶2,解析對(duì)兩小球受
3、力分析如圖所示，設(shè)每段繩子長(zhǎng)為l，對(duì)球2有F2＝2mlω2對(duì)球1有：F1－F2＝mlω2由以上兩式得：F1＝3mlω2,答案,解析,分析圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法：(1)首先要明確物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心和半徑.(2)其次，準(zhǔn)確受力分析，弄清向心力的來(lái)源，不能漏力或添力(向心力).(3)然后，由牛頓第二定律F＝ma列方程，其中F是指向圓心方向的合外力，a是向心加速度.,針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖3所示，在粗糙水平板上放一個(gè)物塊，使水平板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，ab為水平直徑，cd為豎直直徑，在運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平，物塊相對(duì)于木板始終靜止，則A.物塊始終受到三個(gè)力作用B
4、.物塊受到的合外力始終指向圓心C.在c、d兩個(gè)位置，支持力N有最大值，摩擦力f為零D.在a、b兩個(gè)位置摩擦力提供向心力，支持力N＝mg,解析,√,答案,√,圖3,解析物塊在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到的重力與支持力在豎直方向上，c、d兩點(diǎn)的向心力可以由重力和支持力的合力提供，其他時(shí)候要受到摩擦力的作用，故A錯(cuò)誤；物塊在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力指向圓心，故B正確.,在b位置受力如圖，因物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故只有向心加速度，所以有N＝mg，f＝.同理a位置也如此，故D正確.,,例3如圖4所示，已知繩長(zhǎng)為L(zhǎng)＝20cm，水平桿長(zhǎng)為L(zhǎng)′＝0.1m，小球質(zhì)量m＝0.3kg，整個(gè)裝置
5、可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng).(g取10m/s2)問(wèn)：(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(1)要使繩子與豎直方向成45角，試求該裝置必須以多大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)才行？,三、水平面內(nèi)的常見(jiàn)圓周運(yùn)動(dòng)模型,答案,圖4,答案6.44rad/s,解析,解析小球繞豎直軸做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道平面在水平面內(nèi)，軌道半徑r＝L′＋Lsin45.對(duì)小球受力分析，設(shè)繩對(duì)小球拉力為T(mén)，小球重力為mg，則繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.對(duì)小球利用牛頓第二定律可得：mgtan45＝mω2r①r＝L′＋Lsin45②聯(lián)立①②兩式，將數(shù)值代入可得ω≈6.44rad/s,(2)此時(shí)繩子的張力多大？,答案4.24N,答案,1.模型特點(diǎn)：(1)運(yùn)
6、動(dòng)平面是水平面.(2)合外力提供向心力，且沿水平方向指向圓心.2.常見(jiàn)裝置：,,例4如圖5所示，質(zhì)量m＝2.0104kg的汽車(chē)以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20m.如果橋面承受的壓力不得超過(guò)3.0105N，g取10m/s2，則：(1)汽車(chē)允許的最大速度是多少？,四、汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題,答案10m/s,圖5,答案,解析汽車(chē)在凹形橋最低點(diǎn)時(shí)存在最大允許速度，由牛頓第二定律得：N－mg＝m，由題意知N＝3.0105N，代入數(shù)據(jù)解得v＝10m/s.,解析,(2)若以(1)中所求速度行駛，汽車(chē)對(duì)橋面的最小壓力是多少？,答案1.0105N,答案,解析汽車(chē)在凸形橋最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面有最小
7、壓力，由牛頓第二定律得：mg－N1＝，代入數(shù)據(jù)解得N1＝1.0105N.由牛頓第三定律知，汽車(chē)對(duì)橋面的最小壓力等于1.0105N.,解析,1.汽車(chē)過(guò)拱形橋(如圖6),圖6,2.汽車(chē)過(guò)凹形橋(如圖7),圖7,由此可知，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實(shí)際中拱形橋多于凹形橋.,針對(duì)訓(xùn)練2在較大的平直木板上相隔一定距離釘幾個(gè)釘子，將三合板彎曲成拱橋形卡入釘子內(nèi)形成拱形橋，三合板上表面事先鋪上一層牛仔布以增大摩擦，這樣玩具慣性車(chē)就可以在橋面上跑起來(lái)了.把這套系統(tǒng)放在電子秤上做實(shí)驗(yàn)，如圖8所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)中電子秤的示數(shù)下列說(shuō)法正確的是A.玩具車(chē)靜止在拱形橋頂端時(shí)的示數(shù)小一些B.玩具車(chē)
8、運(yùn)動(dòng)通過(guò)拱形橋頂端時(shí)的示數(shù)大一些C.玩具車(chē)運(yùn)動(dòng)通過(guò)拱形橋頂端時(shí)處于超重狀態(tài)D.玩具車(chē)運(yùn)動(dòng)通過(guò)拱形橋頂端時(shí)速度越大(未離開(kāi)拱橋)，示數(shù)越小,√,圖8,解析,答案,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(圓周運(yùn)動(dòng)各物理量之間的關(guān)系)(多選)如圖9所示，一小物塊以大小為a＝4m/s2的向心加速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R＝1m，則下列說(shuō)法正確的是A.小物塊運(yùn)動(dòng)的角速度為2rad/sB.小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為πsD.小物塊在πs內(nèi)通過(guò)的路程為零,√,答案,解析,1,2,3,4,√,圖9,1,2,3,4,2.(水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng))兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸點(diǎn)相同，如圖10所示，A運(yùn)動(dòng)的半徑比B的大，則A
9、.A所需的向心力比B的大B.B所需的向心力比A的大C.A的角速度比B的大D.B的角速度比A的大,答案,√,解析,1,2,3,4,圖10,解析小球的重力和懸線的拉力的合力充當(dāng)向心力，設(shè)懸線與豎直方向夾角為θ，則F＝mgtanθ＝mω2lsinθ，θ越大，向心力F越大，所以A對(duì)，B錯(cuò)；,1,2,3,4,3.(汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題)城市中為了解決交通問(wèn)題，修建了許多立交橋.如圖11所示，橋面是半徑為R的圓弧形的立交橋AB橫跨在水平路面上，一輛質(zhì)量為m的小汽車(chē)，從A端沖上該立交橋，小汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)的速度大小為v1，若小汽車(chē)在上橋過(guò)程中保持速率不變，則A.小汽車(chē)通過(guò)橋頂時(shí)處于失重狀態(tài)B.小汽車(chē)通過(guò)橋頂時(shí)處于超重狀態(tài),圖11,√,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(圓周運(yùn)動(dòng)中的受力分析)質(zhì)量為25kg的小孩坐在質(zhì)量為5kg的秋千板上，秋千板離拴繩子的橫梁2.5m.如果秋千板擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度為3m/s，這時(shí)秋千板所受的壓力是多大？每根繩子對(duì)秋千板的拉力是多大？(g取10m/s2),解析,答案,1,2,3,4,答案340N204N,解析把小孩作為研究對(duì)象對(duì)其進(jìn)行受力分析知，小孩受重力G和秋千板對(duì)他的的支持力N兩個(gè)力，,由牛頓第三定律可知，秋千板所受壓力大小為340N.設(shè)每根繩子對(duì)秋千板的拉力為T(mén)，將秋千板和小孩看作一個(gè)整體，,解得T＝204N.,1,2,3,4,
2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 研究圓周運(yùn)動(dòng) 習(xí)題課 圓周運(yùn)動(dòng)課件 滬科版必修2.ppt
