2013高考一轮复习优秀课件︰第四章抛体运动与圆周运动第二单元第4课时.ppt

第二单元　匀速圆周运动 第4课时　专题：圆周运动向心力公式的应用 ;基础回顾;要点深化;2．对火车转弯侧压力的理解 (1)当火车以规定速度v0转弯时，F合等于向心力，这时轮缘与内、外轨均无侧压力． (2)当火车转弯的实际速度v＞v0时，F合小于向心力，外轨向内挤压轮缘，提供的侧 压力与F合共同充当向心力． (3)当火车转弯的实际速度v＜v0时，F合大于向心力，内轨向外挤压轮缘，提供的侧压力与F合共同充当向心力．;基础回顾;要点深化;小球恰能做圆周运动的临界条件是外轨向下的压力或轻绳向下的拉力等于零，小球的重力提供做圆周运动所需的向心力，即： . 即 是小球能经过圆周最高点的最小速度． (1)如果小球实际经过最高点时的速度v高＞ ，则重力不足以提供小球经过最高点所需的向心力，外轨要产生向下的压力N或轻绳产生向下的拉力T，且v高越大，N或T也越大． (2)如果小球实际经过最高点时的速度v高＜ ，则重力超过小球经过最高点所需的向心力，小球不能经过圆周的最高点(即在某处就脱离轨道做斜抛运动了)．;2．圆形管道、轻杆约束下小球在竖直面上做圆周运动的特点 如下图所示，小球在圆形管道、轻杆约束下沿着竖直面上做圆周运动．在最高点，小球受到重力和管道内、外轨道的弹力或轻杆的弹力作用．;小球恰能做圆周运动的临界条件是v临界＝0. (1)如果小球实际经过最高点时的速度0＜v高＜ ，重力超过小球经过最高点所需的向心力，则内轨或轻杆将产生向上的支持力N，且v高越大，N越小． (2)如果小球实际经过最高点时的速度v高＝ ，管道或轻杆对小球没有力的作用． (3)如果小球实际经过最高点时的速度v高＞ ，则小球经过圆周的最高点所需的向心力大于重力，则外轨或轻杆将产生向下的压力N或拉力T，且v高越大，N或T越大.;3．圆形内轨约束下小球在竖直面上做圆周运动的特点;如右图所示，小球在圆形内轨约束下沿着竖直面上做圆周运动．在最高点，小球受到重力和管道内轨向上的弹力作用． (1)如果小球实际经过最高点时的速度0＜v高＜ ，重力超过小球经过最高点所需的向心力，则内轨将产生向上的支持力N，且v高越大，N越小．小球还能通过最高点． (2)如果小球实际经过最高时的速度v高＝ ，内轨对小球没有力的作用，小球将开始脱离轨道．随着小球往下运动时速度的增大，小球将不再接触轨道而做平抛运动．;　 如右图所示，细线的一端系着质量为M＝0.6 kg的物体，静止于水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2 m，并知M和水平面的最大静摩擦力为2 N．现使物体M在此平面绕中心轴线转动，问：角速度ω在什么范围内m会处于静止状 态？(g＝10 m/s2)．;解析：要使m静止，M应与平面相对静止．考虑M能与水平面相对静止的两个极端状态： 当ω为所求范围的最小值时，M有向圆心运动的趋势，水平面对M的静摩擦力方向背离圆心，大小等于最大静摩擦力2 N，此时对M有 ，且T＝mg. 解得ω1＝2.9 rad/s 当ω为所求范围的最大值时，M有远离圆心运动的趋势，水平面对M的摩擦力方向指向圆心，且大小也为2 N，此时有 ，且T＝mg. 解得 ω2＝6.5 rad/s 故所求的ω范围为2.9 rad/s≤ω≤ 6.5 rad/s. 答案：2.9 rad/s≤ω≤ 6.5 rad/s;题型训练;解析：由于题干中转速大小没有说明，故不能确定物体之间是否达到最大静摩擦力，AB都错．C、D选项揭示要按最大静摩擦力研究．所需的向心力中，对C有fm＝mω21.5r，对AB整体有fm′＝5mω2r，对A有fm″＝3mω2r.而最大静摩擦中，对C有μmg，对AB整体有5μmg，对A有3μmg.说明C最易发生滑动，故mω21.5r≤μmg，即转台的角速度一定满足关系ω≤ . 答案：C;分析这类问题的关键是确定临界状态，在临界状态下物体的受力情况和物体的运动情况，尤其值得注意的是临界状态下某个力不存在，绳恰好伸直，物体刚要离开某个面等问题的分析．;解析：选C小球为研究对象，对C受力分析如右图所示．当BC恰好拉直，但BC线中T2＝0时，设此时的角速度为ω1.则有： ① T1cos 30°＝mg② 由①、②解得ω1＝2.40 rad/s 当AC恰好拉直，但AC线中T1＝0时， 设此时的角速度为ω2.则有