圓周運動解題技巧

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 圓周運動實例分析1、 圓周運動學習情景描述 對于大多數(shù)學生來說圓周運動是高一物理又一難點、主要原因包括以下幾點：1、 對向心力和向心加速度的定義把握不牢固，解題時不能靈活的應用。 （向心力是效果力，是做圓周運動物體所受合力或者合力的一部分）2、 圓周運動線速度與角速度的關(guān)系及速度的合成與分解的綜合知識應用不熟練，只是了解大概，在解題過程中不能靈活應用； （基本公式轉(zhuǎn)換有問題，需要多記多練）3、 力與運動的辯證關(guān)系認識不到位、物體受什么樣的力必然做相應的運動、相反做什么樣的運動反饋出物體所受的相應的力-重點體現(xiàn)在四個字“受力分析”不到位&

2、#160;4、缺少生活經(jīng)驗，缺少仔細觀察事物的經(jīng)歷，很多實例知道大概卻不能理解本質(zhì)，更不能把物理知識與生活實例很好的聯(lián)系起來。 （這也是目前很多學生身上共有的弊病，學習與現(xiàn)實生活基本脫離）5、 教條主義，老師歸結(jié)的模型、臨界點等問題記結(jié)論而忘原理，出現(xiàn)類似的題目照搬照套（這一點老師的講解和引導需有待加強）2、 現(xiàn)階段對于圓周運動的解題關(guān)鍵方法：現(xiàn)階段我們學習的圓周運動物體所受合力幾乎都是指向圓心、重點理解向心力和向心加速度的定義，結(jié)合受力分析、始終抓住各種模型關(guān)鍵在此不細講【例題】如圖所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓形細管豎直放置，有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B，以不同的速率進入管內(nèi)

3、，若A球通過圓周最高點N時，對管壁上部壓力為3mg，B球通過最高點N時，對管壁下部壓力為，求A、B兩球在N點的速度之比解析：分別對A、B在N做受力分析根據(jù)得4mg=得 根據(jù)得4mg=得 3、 圓周運動的臨界點問題臨界點問題是建立在離心和向心的基礎上(1)離心運動：做圓周運動的物體，在所受合力突然消失或不足以提供圓周運動當前運動速度（運動狀態(tài)）所需向心力的情況下，所做的逐漸遠離圓心的運動。(2)受力特點當F受時，物體做勻速圓周運動；當F受0時，物體沿切線方向飛出；當F受時，物體逐漸遠離圓心，做離心運動。(4)近心運動當提供向心力的合力大于做當前圓周運動速度（狀態(tài)）所需向心力，即Fm2r時，物體將

4、逐漸靠近圓心，做近心運動?！纠}】如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運動情況的說法正確的是()A若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動B若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動C若拉力突然變小，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPb做離心運動D若拉力突然變大，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做向心運動解析：若拉力消失、物體不受力講座勻速直線運動運動，沿切線方向飛出 A 正確 若拉力突然變小，物體所受合理不足以提供當前圓周運動速度（狀態(tài)）所需向心力，物體逐漸遠離圓心的運動 所以C正確 B錯誤 若拉力突然變大，提供向心力的合力大于做當前圓周運動速度

5、（狀態(tài)）所需向心力物體將逐漸靠近圓心，做近心運動。所以D正確“繩模型”如上圖所示，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點情況。（注意：繩對小球只能產(chǎn)生拉力）（1）小球能過最高點的臨界條件：繩子和軌道對小球剛好沒有力的作用mg = =（2）小球能過最高點條件：v （當v >時，繩對球產(chǎn)生拉力，軌道對球產(chǎn)生壓力）（3）不能過最高點條件：v < （實際上球還沒有到最高點時，就脫離了軌道）“桿模型”，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點情況（注意：輕桿和細線不同，輕桿對小球既能產(chǎn)生拉力，又能產(chǎn)生推力。）（1）小球能過最高點的臨界條件：v=0，F(xiàn)=mg （F為支持力）（2）當0<v<時

6、，F(xiàn)隨v增大而減小，且mg>F>0（F為支持力）（3）當v=時， F=0（4）當v>時，F(xiàn)隨v增大而增大，且F>0（F為拉力）【應用1】(2008汕頭市一中期中考試模擬)輕桿的一端固定一個質(zhì)量為m的小球，以另一端o為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)做半徑為r的圓周運動，則小球通過最高點時，桿對小球的作用力（    ） A可能等于零            B可能等于mg C一定與小球受到的重力方向相反&

7、#160;D一定隨小球過最高點時速度的增大而增大 解析： 由于輕桿可以對小球提供支持力，小球通過最高點的最小速度v=O，此時支持力FN=mg；當O<v<gr時，桿對小球的作用力為支持力，方向豎直向上，大小隨小球過最高點時速度的增大而減小，取值范圍為0<FN<mg；當v=gr時，F(xiàn)N=0；當v>gr時，桿對小球的作用力為拉力，方向豎直向下，大小隨小球過最高點時速度的增大而增大。故答案應為A、B。 解答豎直面內(nèi)的圓周運動問題時，首先要搞清是繩模型還是桿模型，在最高點繩模型小球的最小速度是gr；而桿模型小球在最高點的最小速度為零，要注意根據(jù)

8、速度的大小判斷是拉力還是支持力。【例1】如圖所示，兩繩系一個質(zhì)量為m=01 kg的小球。兩繩的另一端分別固定于軸的A、B兩處，上面繩長L=2 m，兩繩都拉直時與軸夾角分別為和。問球的角速度在什么范圍內(nèi)，兩繩始終張緊?(g取10m/s2)解析：兩繩張緊時，小球受力如圖所示。當由O逐漸增大時，可能出現(xiàn)兩個臨界值。 (1)BC恰好拉直，但F2仍然為零，設此時的角速 度為1，則有 Fx=Fsin=mLsin  Fy=Fcos-mg=O     代入數(shù)據(jù)得，1=2.40rad/s (2

9、)AC由拉緊轉(zhuǎn)為恰好拉直，但F1已為零，設此時的角速度2，則有 Fx=F2sin=mLsin Fy=F2cos-mg=O    代入數(shù)據(jù)得，2=3.16rad/s  答案：2.40rad/s3.16rad/s1、要會用極限分析法判定物體可能處的狀態(tài)，進而正確受力分析。2、要注意確定物體做圓周運動的圓心和半徑。3、只要物體做圓周運動在任何一個位置和狀態(tài)都滿足F供=F需建立該動力關(guān)系方程是解決圓周運動問題的基本方法【例2】如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，放有質(zhì)量均為m的小物體A、B， A、B間用細線沿半徑方向相連，它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為RA=20cm，RB=30cm。A、B與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的0.4倍，試求： (1) 當細線上開始出現(xiàn)張力時，圓盤的角速度0；(2)  當A開始滑動時，圓盤的角速度； (3) 當即將滑動時，燒斷細線，A、B狀態(tài)如何?解析： (1) 當細線上開始出現(xiàn)張力時，表明B與盤間的靜摩擦力已達到最大，設此時圓盤角速度為0，則是解得：(2) 當A開始滑動時，表明A與盤的靜摩擦力也已達到最大，設此時盤轉(zhuǎn)動角速度為，線上拉力為FT則，對A： 對B： 又： 解得=4rad/s。 (3) 燒斷細線，A與盤間的靜摩擦力減