42圆周运动00001.pptxVIP

【例1】如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同 的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A、 B两盘的半径之比为2:1,a、b分别是与A盘、B盘同轴的 轮。a轮、b轮半径之比为1:2，当a、b两轮在同一皮带 带动下匀速转动时，钢球①②受到的向心力之比为( ) A.2:1 B.4:1 C.1:4 D.8:1D 【解析】由题意“在同一皮带带动下匀速转动”，说明a、b两轮的线速度相等，令va=vb=v，又因a轮与A盘同轴，?a=?A,b轮与B盘同轴，?b=?B。以RA、rA、RB、rb分别表示A盘半径、a轮半径、B盘半径、b轮半径，则?A=?a=v/ra,?B=?b=U/rb，钢球①、②的向心力分别为F1=m?A2RA=m(v/rb)2RA,F2=m(v/rB)2RB，则F1/F2=(rb/ra)2(RB/RA)=(2/1)2×(2/1)=8。得到D项正确。在分析传动问题时，关键要抓住两点1.固定在一起共轴转动的物体上各点的角速度相同。2.不打滑的摩擦传动和皮带传动的两轮边缘上各点的线速度大小相等。 1无级变速在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速，很多种高档汽车都应用了无级变速。如图是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。以下判断中正确的是( )A.当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从右向左移动时从动轮转速降低，滚 轮从左向右移动时从动轮转速增加B.当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚 轮从右向左移动时从动轮转速增加C.当滚轮位于主动轮直径为D1、从动轮直径为D2的位置上时，则主动轮转 速为n1、从动轮转速为n2之间的关系为：n2=n1(D1/D2)D.当滚轮位于主动轮直径为D1、从动轮直径为D2的位置上时，则主动轮转 速为n1、从动轮转速为n2之间的关系为：n2=n1(D2/D1)BC考点二 圆周运动中的向心力 一、向心力公式的适用条件 向心力公式Fn=mv2/r=m?2/r既适用于匀速圆周运动，又适用于变速圆周运动，对于变速圆周运动来说，式中的v和?是做圆周运动物体在那一时刻的瞬时线速度和瞬时角速度，而公式Fn=m(4?2/T2)r只适用于匀速圆周运动。 二、向心力的来源 1.总的原则 根据加速度a的方向与合力F的方向相同知，产生向心加速度an的向心力Fn就是圆周运动物体受到的所有外力沿半径方向的合力(将所有外力沿半径和垂直于半径分解)。这一点对于匀速圆周运动和变速圆周运动都成立。2.几种常见圆周运动的向心力 (2)火车转弯 当火车以规定速度v0匀速拐弯时，受力情况如图所示，此时火车车轮既不挤压内轨也不挤压外轨。 F合＝M gtan? 则有Mgtan?＝(Mv02)/R 当火车行驶速度v超过规定速度v0时，火车车轮将对外轨有较大的挤压力，而易使铁轨变形，当火车行驶速度v小于规定速度时，火车车轮对内轨有较大的挤压力，两种情况下，都易使铁轨形变。 (3)汽车过拱桥 汽车过拱桥时的受力情况如图所示，汽车在竖直方向受到两个力的作用：重力mg和桥对汽车的支持力FN。 mg-FN=(mv2)/r 可见，FN＜mg(汽车处于失重状态) 据牛顿第三定律知，汽车过拱桥时，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，这有利于保护拱桥的安全。【例2】如图所示，半径为R的半球形碗内，有一个具有 一定质量的物体A，A与碗壁间的摩擦不计，当碗绕 竖直轴OO?匀速转动时，物体A离开碗底的高度为h， 紧贴着碗并随碗一起匀速转动而不发生相对滑动， 求碗转动的角速度。 【解析】物体A随碗一起转动而不发生相对滑，其角速度等于碗转动的角速度?，物体A做匀速圆周运动所需的向心力沿水平方向指向D，其向心力是由碗壁对物体的弹力与重力的合力提供的，如图所示： 由牛顿第二定律，得 mgtan?=m?2r 其中cos?=(R-h)/R r=Rsin? 解得 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置以及确定向心力的方向和轨道半径。 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，该力就是向心力。 2如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )A.球A的线速度必定大于球B的线速度B.球A的角速度必定小于球B的角速度C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力AB考点三 圆周运动中的临界问题竖直平面内圆周运动的两种模型轻绳模型轻杆模型常见类型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球过最高点的临界条件由