圆周运及动与天体运动.pptVIP

· 2011届新课标高中总复习（第2轮） 物理（广东） 专题四 圆周类运动 1．描述圆周运动的物理量 物理量 物理意义 大小 方向 线速度 描述质点沿圆运 动的快慢 沿圆弧在该点的切线方向 角速度 中学不研究其方向 周期、频率 无方向 向心加速度 描述线速度方向 改变的快慢 时刻指向圆心 相互关系 2.圆周运动问题的求解思路 解圆周运动问题的关键是做好运动学和动力学特征的分析： ①要区分匀速圆周运动和非匀速圆周运动，分析其线速度、角速度等物理量； ②分析其受力情况以确定由哪些力来提供向心力，然后再依据牛顿第二定律建立方程。对圆周运动中的特殊问题(如临界问题等)，关键要确定这种特殊问题的制约因素或条件，因为制约因素或条件常是解题的切入点。 3．天体运动问题 天体运动问题虽然在技术上很复杂，但在理论上却都是万有引力定律的具体应用．一般情况下，为计算简单总是视为匀速圆周运动．解题时应注意以下几点： (1)三力统一，即万有引力充当向心力，亦即天体的合力． (2)向心力表达方式的多样性：实际应用中，可将向心力灵活地用线速度、角速度、周期等多种形式表达，并由此得到一些有用的推论： (3)万有引力与重力的关系： ① 　　(在地面附近随地球自转时两者近似相等). ② 　　(在离地h处，不参与自转时，万有引力和h处重力完全相等，g′为该处的重力加速度). 【例1】如右图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使球从B处飞出小球进入入口A处的速度 应满足什么条件？在运动过程中，球对筒的压力多大？ 1．轨道、轻杆或轻绳约束下的圆周运动 小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在筒内的运动时间为： 在水平方向，以周期运动的规律来研究，得 (n=1、2、3…) 所以 (n=1、2、3…) 由牛顿第二定律 (n=1、2、3…) (n=1、2、3…)； (n=1、2、3…) 【解析】 【答案】 如右图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是(　　) A 若连接体是轻质细绳时， 小球到达P点的速度可以为零; B 若连接体是轻质细杆时， 小球到达P点的速度可以为零; C 若连接体是轻质细绳时， 小球在P点受到绳的拉力可能为零; D若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，在Q点受到细杆的作用力为推力. 【例2】 细绳只能提供拉力，小球到达P点，合外力的最小值为重力的大小，由 可知，在最高点P临界速度为 ，所以A错；细杆既能提供拉力，又能提供支持力，所以用细杆连接时，小球到达P点的速度可以为零，B选项正确；若小球在P点的速度恰为 时，重力提供向心力，无论是绳还是杆作为连接体，其作用力都为零．C选项正确；在Q点向心力竖直向上，连接体对小球的作用必为拉力，不可能是推力，所以D错． BC 【解析】 【答案】 　竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动，可分为轻绳、轻杆两种基本模型．这类问题的难点是分析物体在最高点时的速度和受力问题．弄清不同情况下的临界问题是解决这类问题的关键． 　　1．线作用下的圆周运动，在最高点速度v≥ 当v= 时，线对物体无作用力；当v 时线对物体有拉力作用；而当v 时，因为线不能对物体提供支持力而使物体做近心运动，从而无法完成圆周运动． 　　2．杆可以提供支持力作用，物体在圆周的最高点处于任意的速度，当v 时，杆对物体提供拉力；当v= 时，杆对物体不提供作用力；当v