高一物理必修二曲線運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)

1、1如右圖所示，OO為豎直軸，MN為固定在OO上的水平光滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為2：1，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)()AAC先斷 BBC先斷C兩線同時(shí)斷 D不能確定哪根線先斷2圖為A、B兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度a隨半徑r的變化的圖線，由圖可知()A物體的線速度大小不變 BA物體的角速度不變CB物體的線速度大小不變 DB物體的角速度與半徑成正比3在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會(huì)花樣滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國選手申雪、趙宏博獲得冠軍如圖所示，如果趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)

2、軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若趙宏博的轉(zhuǎn)速為30 r/min，手臂與豎直方向夾角為60°，申雪的質(zhì)量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s，則下列說法正確的是()A申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 rad/s B申雪觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2 mC趙宏博手臂拉力約是850 N D趙宏博手臂拉力約是500 N4如圖所示，小物塊從半球形碗的碗口下滑到碗底的過程中，如果小物塊的速度大小始終不變，則 ()A小物塊的加速度大小始終不變B碗對(duì)小物塊的支持力大小始終不變C碗對(duì)小物塊的摩擦力大小始終不變D小物塊所受的合力大小始終不變5如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半

3、球形金屬殼豎直固定放置，開口向上，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為v.若物體與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體在最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是()A受到的向心力為mgmB受到的摩擦力為mC受到的摩擦力為(mgm)D受到的合力方向斜向左上方6半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上如圖所示，頂部有一個(gè)物體A，今給A一個(gè)水平初速度v0，則A將()A沿球面下滑至M點(diǎn)B沿球面下滑至某一點(diǎn)N，便離開球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C按半徑大于R的新圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng)D立即離開半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)7如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)圓環(huán)半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán)，則其通過最高點(diǎn)時(shí)()A小球?qū)A環(huán)的壓力

4、大小等于mgB小球受到的向心力等于0C小球的線速度大小等于D小球的向心加速度大小等于g8一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則下列說法正確的是()A小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到的彈力可以等于零B小球過最高點(diǎn)的最小速度是C小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而增大D小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而減小9如圖所示，有一內(nèi)壁光滑的試管裝有質(zhì)量為1 g的小球，試管的開口端封閉后安裝在水平軸O上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸到管底小球的距離為5 cm，讓試管在豎直平面內(nèi)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)問：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)軸達(dá)某一轉(zhuǎn)速時(shí)，試管底部受到小球的壓力的最大值為最小值的

5、3倍，此時(shí)角速度多大？(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速10 rad/s時(shí)，管底對(duì)小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10 m/s2)離心運(yùn)動(dòng)(1)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著切線飛出去的傾向(2)受力特點(diǎn)(如圖所示)當(dāng)Fm2r時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F0時(shí)，物體沿切線飛出；當(dāng)F<m2r時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力當(dāng)F>mr2時(shí)，物體逐漸向圓心靠近，做向心運(yùn)動(dòng)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的兩種模型(1)模型概述在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，按運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類一是無支撐(如球與繩連接，沿內(nèi)軌道的“過山車”等)，稱為“繩(環(huán))約束模型”，二是有支撐(

6、如球與桿連接，在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等)，稱為“桿(管道)約束模型”(2)臨界問題分析物體在豎直平面內(nèi)做的圓周運(yùn)動(dòng)是一種典型的變速曲線運(yùn)動(dòng)，該類運(yùn)動(dòng)常有臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，現(xiàn)就兩種模型分析比較如下：輕繩模型輕桿模型常見類型均是沒有支撐的小球均是有支撐的小球過最高點(diǎn)的臨界條件由mgm得：v臨由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)即得v臨0討論分析(1)過最高點(diǎn)時(shí)，v，F(xiàn)Nmgm，繩、軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN(2)不能過最高點(diǎn)時(shí)，v<，在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道(1)當(dāng)v0時(shí)，F(xiàn)Nmg，F(xiàn)N為支持力，沿半徑背離圓心(2)當(dāng)0<v<時(shí)，F(xiàn)Nmgm，F(xiàn)N背向圓心，隨v的增大而減

7、小(3)當(dāng)v時(shí)，F(xiàn)N0(4)當(dāng)v>時(shí)，F(xiàn)Nmgm，F(xiàn)N指向圓心并隨v的增大而增大求解豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)問題的思路 1)定模型：首先判斷是輕繩模型還是輕桿模型。2)確定臨界點(diǎn)：v臨，對(duì)輕繩模型來說是能否通過最高點(diǎn)的臨界點(diǎn)，而對(duì)輕桿模型來說是N表現(xiàn)為支持力還是拉力的臨界點(diǎn)。3)研究狀態(tài)：通常情況下豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。4)受力分析：對(duì)物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出方程，F(xiàn)合F向。5)過程分析：應(yīng)用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律將初、末兩個(gè)狀態(tài)聯(lián)系起來列方程。下面為兩個(gè)常用的圓錐擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律：1圓錐擺的向心加速度gtan 設(shè)擺球質(zhì)量為m，擺線長為L，擺線與豎直方向夾角為，由圖可知，F(xiàn)合mgtan 又F合ma向，故a向gtan 可見擺球的向心加速度完全由決定，與擺線長無關(guān)，即與運(yùn)動(dòng)的半徑無關(guān)。2圓錐擺的周期T2由F合m·Lsin 和F合mgtan 可推理得圓錐擺的周期T2 設(shè)擺球圓周運(yùn)動(dòng)的平面到懸點(diǎn)的距離為h，則hLcos ，故T2 由此可見，圓錐擺的周期完全由懸點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)平面的距離決定，與小球的質(zhì)量、擺線長度無關(guān)。圓周運(yùn)動(dòng)的多解問題例6如圖所示，半徑為R的圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在距半徑高度h處以平行OB方向水平拋出一小球，拋出瞬間小球的初速度與OB方向平行，為使小球和圓盤