8.圆周运动的规律及应用.docVIP

专题10.圆周运动的规律及应用 备考必知：（1）描述匀速圆周运动的各物理量间的关系：，a==． （2）向心力公式：F＝ma＝m＝mrω2＝mr，方向：指向圆心. 向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种特定的力（如重力），因此在分析物体的受力时，切记不可将向心力也作为物体的受力考虑在内。 如匀速圆周运动：合外力提供向心力，产生向心加速度，改变速度的方向，F合＝F向＝ma向.如变速圆周运动：合外力并不指向圆心.沿半径方向(或沿法线方向)的合外力提供向心力，产生向心加速度，改变速度的方向，F法＝F向＝ma向.沿切线方向的合外力产生切向加速度，改变速度的大小，F切＝ma切. （3）在分析传动装置的线速度、角速度、向心加速度与半径之间的关系时，关键是抓住不变量，确定另一变量与半径的正比或反比关系进行判断。：如皮带传动轮缘各点的线速度大小相等. 如同轴转动的各点角速度相等(轴上的点除外). （4）做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以提供物体做圆周运动所需的向心力的情况下，质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞去的运动，它不是沿半径方向飞去,做离心运动的质点不存在的所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力. （5）竖直平面内圆周运动临界问题:最高点处的受力特点分析三种情况进行讨论. ①弹力只可能向下，如绳拉球(图).此时小球在最高点的临界速度由mg＝m决定，因此，其临界速度v0＝. ②弹力只可能向上，如车过桥(图4－3－3乙).当v＜v0＝时，车辆才能完成圆周运动；当v＞v0＝时，车辆将会因向心力不足而脱离圆周轨道飞出. ③弹力可向上又可向下，如管内转球(或杆连球、环穿球)可进一步讨论：v＝时物体受到的弹力恰好为零. 问题1运动学角度及传动装置：1.（2012上海） 图a为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上的S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图b所示，NP，PQ间距相等。则（ ） （A）到达M附近的银原子速率较大 （B）到达Q附近的银原子速率较大 （C）位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率 （D）位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率 2.【2012?重庆联考】.如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方0点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M,C点与o点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平(转过了90°角)．下列有关此过程的说法中正确的是 A．重物M做匀速直线运动 B．重物M做变速直线运动 C．重物M的最大速度是2 ωL D．重物M的速度先减小后增大 问题2竖直平面内匀速圆周运动： 3.【2012?安徽联考】如右图所示，质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间作用力恰为mg，则求该盒子做匀速圆周运动的周期和盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小 4.【2012?河北摸底】太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高。设球的重力为1N，不计拍的重力。求： ⑴健身者在C处所需施加的力比在A处大多少？ ⑵设在A处时健身者需施加的力为F，当球运动到B、D位置时，板与水平方向需有一定的夹角θ，请作出tanθ-F的关系图象。 练习1.皮带传送机传送矿石的速度v大小恒定，在轮缘A处矿石和皮带恰好分离，如图所示．若轮子的半径为R，则通过A点的半径OA和竖直方向OB的夹角θ，cosθ= 问题3水平平面内匀速圆周运动： 5.用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图（1）所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为T，则T随ω2变化的图象是图（2）中的: ( ) 6.图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘，设物品进入转盘时速度大小不发生变化，此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。已知