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圆周运动的多解问题及竖直面的圆周运动.docx

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圆周运动的多解问题及竖直面的圆周运动.docx

上传人:shugezhang1 2022/4/4 文件大小:97 KB

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圆周运动的多解问题及竖直面的圆周运动.docx

文档介绍

文档介绍:(共6小题)(2015?宿迁模拟)如图所示,绳长为I的轻绳一端连一小球,另一端固定在点,开始时轻绳拉直,0A在同一水平线上,
(1)小球运动到最钉挡住,
欲使小球绕铁钉C能在竖直面内做完整的圆周运动,0C距离的最小值为堂I.
5点评:小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题;解题时要注意,小球恰好到达最高点时,重力提供向心力.
(2015?眉山模拟)根据公式F向=也和F向小心2,,用一根细绳(可视为轻绳)一端拴一个小物体,绳上离小物体40cm处标为点A,(如图乙所示)抡动细绳,使小物体做匀速圆周运动,请另一位同学帮助用秒表计时.
操作一:手握A点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小Fi.
操作二:手握B点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小F2.
操作三:手握B点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动两周,体会此时绳子拉力的大小F3.
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力由绳子拉力提供;
(2)操作二与操作一相比,是为了控制小物体运动的周期(或角速度、转速)相同;
(3)如果在上述操作中突然松手,小物体将做匀速直线运动.
考点:向心力.
专题:匀速圆周运动专题.
分析:(1)匀速圆周运动的向心力是合外力提供向心力,通过分析受力即知.
(2)根据向心力公式F=m2r,采用控制变量法,结合牛顿第二定律进行求解.
(3)突然松手,小物体将做离心运动,结合物体的受力情况,分析其运动情况.
解答:解:(1)小物体做匀速圆周运动时,竖直方向受到重力与支持力,二力平衡,向心力由绳子拉力提供.
(2)操作二与操作一相比,是为了控制小物体运动的周期(或角速度、转速)相同.
(3)在上述操作中突然松手,绳子的拉力突然消失,小物体将做匀速直线运动.
故答案为:(1)绳子拉力.(2)周期(或角速度、转速).(3)匀速直线.
点评:本题关键选择向心力公式的恰当形式结合题意讨论,并掌握牛顿第二定律的应用,及控制变量法的思想.
(2015M水一模)如图所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角0=37。,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为3时,细线的张力为T.(g取10m/s2,结果可用根式表示)求:
若要小球离开锥面,则小球的角速度30至少为多大
若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度3’为多大
考点:向心力.
专题:匀速圆周运动专题.
分析:(1)小球刚要离开锥面时的速度,此时支持力为零,根据牛顿第二定律求出该临界角速度30.
(2)若细线与竖直方向的夹角为60°时,小球离开锥面,由重力和细线拉力的合力提供向心力,运用牛顿第二定律求解.
解答:解:(1)若要小球刚好离开锥面,,故向心力水平.
在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得:
mgtan0=nrto
^lsi