江苏省黄埭中学高三物理一轮学案20 圆周运动2 3页

圆周运动2‎ ‎【学习目的】1、会提炼出生活中的圆周运动情景，列出牛顿定律方程求解 ‎ ‎2、会分析圆周运动中的临界问题（杆、绳、轨道、摩擦） ‎ ‎【新课教学】【例1】工厂中的水平天车吊起质量为2.7 t的铸件，以2 m/s的速度匀速行驶，钢绳长‎3 m．当天车突然刹车时，钢绳所受的拉力为多大？‎ ‎[练习1]右图是一根轻质细绳拴在两悬崖间，悬点等高，特种兵利用动滑轮在细绳上从一端滑向另一端，已知特种兵的质量为m，特种兵滑到最低点时绳与水平方向夹角为θ，不计动滑轮重力和动滑轮与绳间的摩擦，则在最低点绳中的张力F为(　　) ‎ A. F＞ B. F＞ C. F＝ D. F＝ ‎【例2】如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O.‎ 现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动，不计空气阻 力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F (　　)‎ A．一定是拉力 B．一定是推力 C．一定等于零 D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 ‎[练习2]如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2．轨道底端水平并与半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C，则 ( )‎ A．小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点 B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点 C． OC之间的距离为2R D. OC之间的距离为 ‎【例3】如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=‎20 cm处放置一小物块A，其质量为m＝‎2 kg，A与盘面间的动摩擦因素=0.5，试求:(1)当圆盘转动的角速度ω＝2 rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小为多大？方向如何？‎ ‎(2)欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度为多大？(取g=‎10 m/s2)‎ ‎[练习3]如图所示，水平转台高1.25 m，半径0.2 m，可绕通过圆心处的竖直转轴转动．转台的同一半径上放有质量均为0.4 kg的小物块A、B(可看成质点)，A与转轴间距离0.1 m，B位于转台边缘处，A、B间用长0.1 m的细线相连，A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54 N，取g＝10 m/s2.‎ ‎(1) 当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？‎ ‎(2) 当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？‎ ‎(3) 若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求B物块落地瞬间AB两物块间的水平距离．不计空气阻力，计算时取π＝3.‎ ‎【课堂作业】1、洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是(　　)‎ A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的 B．水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故 C．加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好 ‎ D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 ‎2、竖直平面内光滑圆轨道外侧，一小球以某一水平速度v0从A点出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空气阻力．下列说法中不正确的是(　　)‎ A. 在B点时，小球对圆轨道的压力为零 B. B到C过程，小球做匀变速运动 C. 在A点时，小球对圆轨道压力大于其重力 D. A到B过程，小球水平方向的加速度先增加后减小 ‎3、如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点)，A和B距轴心O的距离分别为rA＝R，rB＝2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块随着圆盘转动，且始终与圆盘保持相对静止．则圆盘转动的角速度从零逐渐缓慢增大的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A. A受到的摩擦力一直指向圆心 B. B受到的摩擦力一直指向圆心 C. A、B两物块与圆盘保持相对静止时，绳上的最大拉力为3fm D. A、B两物块与圆盘保持相对静止时，圆盘转动的最大角速度为 ‎4、假设一辆质量m＝2.0 t的小轿车，驶过半径R＝‎90 m的一段圆弧形桥面，重力加速度 g＝10 m/s2.求：(1)若桥面为凹形，汽车以‎20 m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以‎10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？‎ ‎(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？‎ ‎、游乐场的过山车可以底朝天的在圆轨道上运行，游客却不会掉下来．我们把这种情况抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端滚下，进入圆轨道下端后沿圆轨道运动．设小球由静止释放的初位置比轨道最低点高出h.实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点．已知圆轨道的半径R＝0.2 m，g取10 m/s2，不考虑摩擦等阻力．‎ ‎(1) 问h至少等于多大，小球才能恰好通过圆轨道最高点？‎ ‎(2) 若小球通过圆轨道最高点时，对轨道的压力不大于重力，求h的范围．‎