2018-2019學年高中物理 第2章 研究圓周運動章末總結課件 滬科版必修2.ppt

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章末總結,第2章研究圓周運動,內(nèi)容索引,,知識網(wǎng)絡梳理知識構建網(wǎng)絡,重點探究啟迪思維探究重點,知識網(wǎng)絡,,勻速圓周運動,,描述勻速圓周運動的物理量,動力學規(guī)律,向心加速度a＝＝____向心力F＝＝______a和F的大小不變，方向時刻改變，是變速曲線運動,,線速度v＝，角速度ω＝周期T＝，轉速n＝關系v＝Rω,,Rω2,mRω2,研究圓周運動,研究圓周運動,,變速圓周運動,,特點：v、a、F的大小和方向均時刻改變，是變加速運動,豎直面內(nèi)圓周運動最高點的臨界速度,繩：v臨界＝_____桿：v臨界＝0,,離心運動,定義：做圓周運動的物體，合力突然消失或不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就會做逐漸遠離圓心的運動應用防護,,重點探究,1.分析物體的運動情況，明確圓周軌道在怎樣的一個平面內(nèi)，確定圓心在何處，半徑是多大.2.分析物體的受力情況，弄清向心力的來源，跟運用牛頓第二定律解直線運動問題一樣，解圓周運動問題，也要先選擇研究對象，然后進行受力分析，畫出受力示意圖.3.由牛頓第二定律F＝ma列方程求解相應問題，其中F是指向圓心方向的合外力(向心力)，a是向心加速度.,,一、圓周運動的動力學問題,例1如圖1所示，一根長為L＝2.5m的輕繩兩端分別固定在一根豎直棒上的A、B兩點，一個質量為m＝0.6kg的光滑小圓環(huán)C套在繩子上，當豎直棒以一定的角速度轉動時，圓環(huán)C在以B為圓心的水平面上做勻速圓周運動(θ＝37，g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)，則：(1)此時輕繩上的張力大小等于多少？,圖1,答案,解析,答案10N,解析對圓環(huán)受力分析如圖圓環(huán)在豎直方向所受合外力為零，,即繩子的張力為10N.,(2)豎直棒轉動的角速度為多大？,答案,解析,解析圓環(huán)C在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，由于圓環(huán)光滑，所以圓環(huán)兩端繩的拉力大小相等.BC段繩水平時，圓環(huán)C做圓周運動的半徑r＝BC，,則：Tcosθ＋T＝mrω2，,1.臨界狀態(tài)：當物體從某種特性變化為另一種特性時發(fā)生質的飛躍的轉折狀態(tài)，通常叫做臨界狀態(tài)，出現(xiàn)臨界狀態(tài)時，既可理解為“恰好出現(xiàn)”，也可理解為“恰好不出現(xiàn)”.2.輕繩類：輕繩拴球在豎直面內(nèi)做圓周運動，過最高點時，臨界速度為v＝，此時F繩＝0.,,二、圓周運動中的臨界問題,3.輕桿類：(1)小球能過最高點的臨界條件：v＝0；,圖2,圖3,例2如圖4所示，AB為半徑為R的光滑金屬導軌(導軌厚度不計)，a、b為分別沿導軌上、下兩表面做圓周運動的小球(可看做質點)，要使小球不脫離導軌，則a、b在導軌最高點的速度va、vb應滿足什么條件？,圖4,答案,解析,解析對a球在最高點，由牛頓第二定律得：,要使a球不脫離軌道，則Na＞0②,對b球在最高點，由牛頓第二定律得：,要使b球不脫離軌道，則Nb＞0④,針對訓練如圖5所示，一傾斜的勻質圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉動，盤面上離轉軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止，物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30，g取10m/s2，則ω的最大值是,圖5,√,答案,解析,解析當物體轉到圓盤的最低點，所受的靜摩擦力沿斜面向上達到最大時，角速度最大，由牛頓第二定律得：μmgcos30－mgsin30＝mω2r,例3如圖6所示，一水平軌道與一豎直半圓軌道相接，半圓軌道半徑為R＝1.6m，小球沿水平軌道進入半圓軌道，恰能從半圓軌道頂端水平射出.求：(不計空氣阻力，g取10m/s2)(1)小球射出后在水平軌道上的落點與出射點的水平距離；,,三、圓周運動與平拋運動結合的問題,圖6,答案3.2m,答案,解析,解析因為小球恰能從半圓軌道頂端水平射出，,水平射出后小球做平拋運動，則有：,水平方向：s＝v0t所以解得s＝3.2m,(2)小球落到水平軌道上時的速度大小.,答案,解析,解析因為：vy＝gt＝8m/s,圖7,例4如圖7所示，一個人用一根長1m、只能承受74N拉力的繩子，拴著一個質量為1kg的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，已知圓心O離地面高h＝6m.轉動中小球在最低點時繩子恰好斷了.(取g＝10m/s2，不計空氣阻力)(1)繩子斷時小球運動的角速度為多大？,答案8rad/s,解析設繩斷時角速度為ω，由牛頓第二定律得，T－mg＝mω2L，由題意知T＝73N，代入數(shù)據(jù)得ω＝8rad/s.,答案,解析,(2)繩斷后，小球落地點與拋出點間的水平距離是多少？,答案,解析,答案8m,解析繩斷后，小球做平拋運動，其初速度v0＝ωL＝8m/s.,得t＝1s.水平距離s＝v0t＝8m.,