高三學(xué)生__圓周運動習(xí)題2.ppt

第5章圓周運動 五 運用牛頓定律研究圓周運動步驟 明確研究對象 對它進行受力分析 正交分解 力分解在向心方向和切線方向 1 火車轉(zhuǎn)彎問題 5 鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的 彎道處要求外軌比內(nèi)軌高 其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計不僅與r有關(guān) 還取決于火車在彎道上的行駛速率 下列表格中是鐵路設(shè)計人員技術(shù)手冊中彎道半徑r及與之對應(yīng)的軌道的高度差h 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達式 并求出當(dāng)r 440m時 h的設(shè)計值 2 鐵路建成后 火車通過彎道時 為保證絕對安全 要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力 又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計值為L 1435mm 結(jié)合表中數(shù)據(jù) 算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率v 以km h為單位 結(jié)果取整數(shù) 路軌傾角很小時 正弦值按正切值處理 3 隨著人們生活節(jié)奏加快 對交通運輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊?為了提高運輸力 國家對鐵路不斷進行提速 這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高 請根據(jù)上述計算原理和上述表格分析提速時應(yīng)采取怎樣的有效措施 2 豎直平面內(nèi)的圓周運動 細繩拉著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運動 A TA mg TA mgvA至少 B TB mgcos TB mgcos vB至少 C TC TC vC至少 0D TD mgcos TD mgcos vD至少 0 E TE mg TE mgvE至少 0 最高點至少速度的分析 若v減小 則需要的向心力減小 提供的向心力也減小 mg不變 要使T減小則v減小 當(dāng)T 0時 對應(yīng)的v最小 最大拉力差 T 6mg 結(jié)論 細繩拉著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運動 上半個圓周需要至少的速度 而且越高對速度的要求越高 過了最高點 小球就一定能做完整的圓周運動 繩子的拉力 越下方越大 最低點繩子承受的拉力最大 若在最低點繩子不斷 其它位置不可能斷 內(nèi)軌道上的圓周運動同理 外軌道上的物體 速度過大要飛離 同理可得 vA vB 6 兩個內(nèi)壁光滑 半徑不同的半球形碗 放在不同高度的水平面上 使兩碗口處于同一水平面 如圖所示 現(xiàn)將質(zhì)量相同的兩個小球 分別從兩個碗的邊緣處由靜止釋放 小球半徑遠小于碗的半徑 兩個小球通過碗的最低點時 A 兩小球速度大小不等 對碗底的壓力相等B 兩小球速度大小不等 對碗底的壓力不等C 兩小球速度大小相等 對碗底的壓力相等D 兩小球速度大小相等 對碗底的壓力不等 7 如圖所示 一輛小車的支架上用細線懸一小球 細線長為l 小車以速度v作勻速直線運動 當(dāng)小車碰到擋板而突然停止時 小球升高的高度可能是 A B 小于C 大于D 2l 8 如圖 一物體從光滑斜面AB底端A點以初速度v0上滑 沿斜面上升的最大高度為h 下列說法中正確的是 設(shè)下列情境中物體從A點上滑的初速度仍為v0 A 若把斜面CB部分截去 物體沖過C點后上升的最大高度仍為hB 若把斜面AB變成曲面AEB 物體沿此曲面上升仍能到達B點C 若把斜面彎成圓弧形D 物體仍沿圓弧升高hD 若把斜面從C點以上部分彎成與C點相切的圓弧狀 物體上升的最大高度有可能仍為h 9 一根輕繩一端系一小球 另一端固定在O點 在O點有一個能測量繩的拉力大小的測力傳感器 讓小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動 由傳感器測出拉力F隨時間t的變化圖象如圖所示 已知小球在最低點A的速度Va 6m s 求 1 小球作圓周運動的周期T 2 小球的質(zhì)量m 3 輕繩的長度L 4 小球在最高點的動能Ek 3 離心現(xiàn)象及其應(yīng)用 離心運動發(fā)生的條件是 當(dāng)外界提供的向心力突然消失或小于做勻速圓周運動的物體所需要的向心力時 才會發(fā)生離心運動 如果合外力的數(shù)值減小或速度增大 Fm 物體將做近心運動 離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn) 10 如圖所示 小球m用細線通過光滑水平板上的光滑小孔與砝碼M相連 并且正在做勻速圓周運動 如果適當(dāng)減少砝碼個數(shù) 則小球有關(guān)物理量的變化情況是 A 心向力變小 B 線速度變大 C 角速度變小 D 加速度大小不變 11 如圖所示 在水平轉(zhuǎn)臺上放有用長L 0 5m的細線相連A B兩物體 均可視為質(zhì)點 兩物體質(zhì)量均為m 它們與臺面間的最大靜摩擦力均為其重力的0 4倍 A物體距軸心0 2m 求 1 使細線拉力為O的轉(zhuǎn)臺角速度范圍 2 使A B與臺面不發(fā)生相對滑動的轉(zhuǎn)臺角速度范圍 3 若A B兩物體不用細繩相連 則誰先打滑 12 如圖所示 在質(zhì)量為M的電機距軸O為r的地方固定一質(zhì)量為m的鐵塊A 電動機以 的角速度運動時 m繞O以 做勻速圓周運動 1 當(dāng)A過最低點時 電機對水平地面的壓力N 2 另有一質(zhì)量m 2m的鐵塊B 要使A過最高點時電機對地面的壓力等 M 3m g 應(yīng)將鐵塊B固定在什么地方 13 如圖所示 質(zhì)量為m的小球自由下落高度為R后沿豎直平面內(nèi)的軌道ABC運動 AB是半徑為R的1 4粗糙圓弧 BC是直徑