精品課件高三物理第一輪(繩拉小球模型)

1、宿松中學宿松中學 余仁龍余仁龍0909高考題：高考題：下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道盒和在豎直下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道盒和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B B、C C、D D分別是三個圓形軌道的最低點，分別是三個圓形軌道的最低點，B B、C C間距與間距與C C、D D間距相等，半徑間距相等，半徑R R1 1=2.0 m=2.0 m、R R2 2=1.4 m=1.4 m。一個質(zhì)量為。一個質(zhì)量為m=m=1.0 kg1.0 kg的小球的小球( (視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A A點以點以V V0 0=12 m/s =12 m

2、/s 的初速度沿的初速度沿軌道向右運動，軌道向右運動，A A、B B間距間距L L1 1=6.0 m=6.0 m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù) = =0.20.2，圓形軌道是光滑的。假設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。，圓形軌道是光滑的。假設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。g g取取10m/s10m/s2 2計算結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求：計算結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求：（1 1）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大?。唬┬∏蛟诮?jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大小；（2 2）如果小球恰能通過第二個圓形軌道，）

3、如果小球恰能通過第二個圓形軌道，B B、C C間距間距L L應是多少；應是多少；（3 3）在滿足（）在滿足（2 2）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個 圓形軌道的設計中，半徑應滿足的條件；圓形軌道的設計中，半徑應滿足的條件；AV0BCDL1LL2第一軌道第一軌道第二軌道第二軌道第三軌道第三軌道OOOO做完整圓周運動的條件：做完整圓周運動的條件：gLvcC: A: 速度最大速度最大拉力最大拉力最大速度最小速度最小拉力最小拉力最小TGATGC平衡點平衡點處理方法：處理方法：1.沿半徑方向的合力提供向心力沿半徑方向的合力提供向心力,由由Fn=man

4、列式列式2.由機械能守恒定律或動能定理找速度關系由機械能守恒定律或動能定理找速度關系長為長為L L的輕繩一端系著一個質(zhì)量為的輕繩一端系著一個質(zhì)量為m m的小球，的小球，另一端固定在另一端固定在0 0點，一開始小球處于靜止狀態(tài)點，一開始小球處于靜止狀態(tài). .要使要使小球能夠在豎直小球能夠在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動平面內(nèi)做完整的圓周運動, ,應給它一個應給它一個多大的水平初速度多大的水平初速度v v0 0. .moV0gLv30若，小球能否通過最高點？小球能否通過最高點？若不能，求小球沿圓周運動的最大高度。若不能，求小球沿圓周運動的最大高度。拓展拓展LvmmgT2Lmgmvmv22121220g

5、Lv50解得：0TTGVOB:做完整圓周運動的條件：做完整圓周運動的條件：gLvcC: A: BCAB速度最大速度最大拉力最大拉力最大當當V=0時時T0速度最小速度最小拉力最小拉力最小T0，V可以等于可以等于0。T=0時，時，V0TGATGCB平衡點平衡點恰好不脫離恰好不脫離GTv1GTv2moV0，小球能否通過最高點？小球能否通過最高點？gLv30若若不能，求小球沿圓周運動的最大高度。若不能，求小球沿圓周運動的最大高度。拓展拓展LvmmgT2Lmgmvmv22121220gLv50解得：0TTGV長為長為L L的輕繩一端系著一個質(zhì)量為的輕繩一端系著一個質(zhì)量為m m的小球，的小球，另一端固定在

6、另一端固定在0 0點，一開始小球處于靜止狀態(tài)點，一開始小球處于靜止狀態(tài). .要使要使小球能夠在豎直小球能夠在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動平面內(nèi)做完整的圓周運動, ,應給它一個應給它一個多大的水平初速度多大的水平初速度v v0 0. .moCABLvmmgc2Lmgmvmvc22121220gLv50解得： 解析：解析：如果小球剛好通過如果小球剛好通過C點，有：點，有：如果小球剛好到達如果小球剛好到達B點即點即vB=0，有：，有：故小球不能通過最高點，而將在故小球不能通過最高點，而將在B、C間某點脫離圓間某點脫離圓周做斜拋運動，此時周做斜拋運動，此時T0。如圖所示：。如圖所示：mgLmv2021g

7、LvgL520由于Lvmmg2cos22021)cos(21mvLLmgmv31cos解得LLLH34cos高度所以小球沿圓周上升的gLv20解得：gLv30mgTv變形：變形：0v0v2v1 一質(zhì)量為m 的小球，系于長為R的輕繩的一端，繩的另一端固定在空間的O點，今把繩子拉直與水平方向成30角，要使小球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，至少需要多大向下的初速度？ABB點點BCsin22202RgvvRvmmgc2cos1vv )sin(2121221RRmgmvmvcC點點340gRv 解得：vABC知識綜合：知識綜合： 若小球帶有若小球帶有+q+q的電荷量，且處在水平向右的勻強電場的電荷量，

8、且處在水平向右的勻強電場E E（E E mg/q)mg/q)中，小球能在光滑圓環(huán)內(nèi)做完整圓周運動，中，小球能在光滑圓環(huán)內(nèi)做完整圓周運動，m,Vm,V0 0已知已知. .求運動過程中球與環(huán)間的最大彈力。求運動過程中球與環(huán)間的最大彈力。3mgqEtanqmgE3解析：如果小球能靜止于解析：如果小球能靜止于P點，如圖，有：點，如圖，有：60解得mgmgF2cos合RvmFNm2合2022121)cos(mvmvRRF合由題意知當小球運動到由題意知當小球運動到P點時點時 彈力達到最大，如圖：彈力達到最大，如圖：RmvmgNm204解得moV0RmgqEF合合NVP小結：小結：1.分析要點：三個位置、兩

9、個過程、一個條件分析要點：三個位置、兩個過程、一個條件2.處理方法：處理方法：沿半徑方向的合力提供向心力，由沿半徑方向的合力提供向心力，由Fn=man列式列式由機械能守恒定律或動能定理找速度關系由機械能守恒定律或動能定理找速度關系3.注意事項：注意事項：解題時，要注重對運動過程的分析。解題時，要注重對運動過程的分析。0909高考題：高考題：下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道盒和在豎直下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道盒和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B B、C C、D D分別是三個圓形軌道的最低點，分別是三個圓形軌道的最低點，B B、C C間距與間距與C

10、 C、D D間距相等，半徑間距相等，半徑R R1 1=2.0 m=2.0 m、R R2 2=1.4 m=1.4 m。一個質(zhì)量為。一個質(zhì)量為m=m=1.0 kg1.0 kg的小球的小球( (視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A A點以點以V V0 0=12 m/s =12 m/s 的初速度沿的初速度沿軌道向右運動，軌道向右運動，A A、B B間距間距L L1 1=6.0 m=6.0 m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù) = =0.20.2，圓形軌道是光滑的。假設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。，圓形軌道是光滑的。假設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。g g取取10m/s10m/s2 2計算結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求：計算結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求：（1 1）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大??；）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大?。唬? 2）如果小球恰能通過第二個圓形軌道，）如果小球恰能通過第二個圓形軌道，B B、C C間距間距L L應是多少；應是多少；（3 3）在滿足（）在滿足（2 2）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個 圓形軌道的設計中，半徑應滿足的條件；圓形軌道的設