《天津市武清區(qū)楊村第四中學(xué)高三物理 第2講勻速圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《天津市武清區(qū)楊村第四中學(xué)高三物理 第2講勻速圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課件（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第2講勻速圓周運(yùn)動(dòng)講勻速圓周運(yùn)動(dòng) 知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu) 定義及意義公式及單位(1)描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(v)(2)是矢量,方向和半徑垂直,沿圓周切線方向(1)v=.(2)單位:m/slt2 rT一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量描述圓周運(yùn)動(dòng)的常用物理量有:線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度等.各物理量定義及關(guān)系見(jiàn)下表:知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量()(2)是矢量(但中學(xué)不研究其方向)(1)=(2)單位:rad/s(1)描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量(2)周期是物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間(T)(3)轉(zhuǎn)速是物體單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)(n)(1)T=(2)n的單位為:r/s

2、或r/mint2T2 rv2知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)描述線速度方向變化快慢的物理量(a)(2)方向指向圓心(1)a=r2(2)單位:m/s2(1)作用效果是產(chǎn)生向心加速度;只改變線速度的方向,不改變線速度的大小(2)方向指向圓心(1)F=mr2=m(2)單位:N2vr2vr知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(續(xù)表) 定義及意義公式及單位(1)v=r=r=2rf(2)a=r2=v=42f2r(3)F=m=mr2=m=mv=42mf2r2T2vr224rT2vr224rT知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)二、兩種運(yùn)動(dòng)的具體比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小不斷變化的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)F向、a向、v均

3、大小不變,方向變化,不變F向、a向、v的大小、方向均發(fā)生變化,發(fā)生變化向心力 F向=F合由F合沿半徑方向的分力提供知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向.三、離心運(yùn)動(dòng)2.受力特點(diǎn)(如圖所示)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)當(dāng)F=mr2時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)當(dāng)F=0時(shí),物體沿切線方向飛出.(3)當(dāng)Fmr2時(shí),物體逐漸向圓心靠近.注意:(1)物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用,而是物體慣性的表現(xiàn).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.(2011年德州模擬)如圖所示是一個(gè)玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三個(gè)點(diǎn).當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列

4、表述正確的是( )A.a、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等B.b、c兩點(diǎn)的線速度始終相同C.b、c兩點(diǎn)的角速度比a的大D.b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【答案】D【解析】當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),a、b和c三點(diǎn)的角速度相同,a半徑小,線速度要比b、c的小,A、C錯(cuò);b、c兩點(diǎn)的線速度大小始終相同,但方向不相同,B錯(cuò);由a=2r可得b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大,D對(duì).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)2.(2011年鐵嶺模擬)小明撐一雨傘站在水平地面上,傘面邊緣點(diǎn)所圍圓形的半徑為R,現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿以角速度勻速旋轉(zhuǎn),傘邊緣上的水滴落到地面,落點(diǎn)形成一半徑為r的圓形,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?/p>

5、為g,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知傘邊緣距地面的高度應(yīng)為( )A. B. C. D. 2222()2g rRR2222()2g rRr222()2g rRR2222grR知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)滴下落時(shí)間t=,水滴平拋的水平位移x=vt=R,如圖所示.由幾何關(guān)系,R2+x2=r2,可得:h= ,A對(duì).【答案】A2hg2hg2222()2g rRR【解析】設(shè)傘邊緣距地面的高度為h,傘邊緣水滴的速度v=R,水知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)3.(2011年德州模擬)如圖所示,一光滑輕桿沿水平方向放置,左端O處連接在豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,a、b為兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,穿在桿上,并用細(xì)線分別連接Oa和ab,且Oa=ab,已知b球質(zhì)量為a球質(zhì)

6、量的3倍.當(dāng)輕桿繞O軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),Oa和ab兩線的拉力之比為( )A.1 3B.1 6C.4 3D.7 6【解析】由牛頓第二定律,對(duì)a球:TOa-Tab=m2lOa 對(duì)b球:Tab=3m2(lOa+lab)由以上兩式得,Oa和ab兩線的拉力之比為7 6,D對(duì).【答案】D知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)4.( 2011年濟(jì)南模擬)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端可繞固定光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),C為圓周的最高點(diǎn),若小球通過(guò)圓周最低點(diǎn)D的速度大小為,則小球在C點(diǎn)( )A.速度等于 B.速度大于 C.受到輕桿向上的彈力 D.受到輕桿向下的拉力【解析】設(shè)小球在最

7、高點(diǎn)速度為v,由動(dòng)能定理有:-2mgL=mv2-mv2 把v= 代入,得:v2=2gL,說(shuō)明小球在C點(diǎn)的速度大于 ,B對(duì).在最高點(diǎn),假設(shè)桿對(duì)球的作用力向下,由牛頓第二定律6gLgLgL12126gLgL知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)F+mg=m 可得:F=mg求得桿對(duì)球的作用力為正值,說(shuō)明小球受到的是輕桿向下的拉力,D對(duì).【答案】BD2 vL知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)例1如圖所示,一種向自行車(chē)車(chē)燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣接觸.當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力.自行車(chē)車(chē)輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R

8、3=10.0 cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比.(假定摩擦小輪與自行車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng))一、描述圓周運(yùn)動(dòng)物理量之間的關(guān)系知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】大小齒輪間、摩擦小輪和車(chē)輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同,兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等,由v=2nr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比;小齒輪和車(chē)輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同.由這三次傳動(dòng)可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1 n2=2 175.【答案】2 175【名師點(diǎn)金】求解皮帶傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵是要抓住凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等;凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))

9、的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.對(duì)公式v=r和a=r2的理解2vr方法概述(1)由v=r知,r一定時(shí),v與成正比;一定時(shí),v與r成正比;v一定時(shí),與r成反比.(2)由a=r2知,在v一定時(shí),a與r成反比;在一定時(shí),a與r成正比.2vr知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)同軸傳動(dòng):固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)角速度相同;2.兩種基本的傳動(dòng)裝置知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(2)皮帶傳動(dòng):不打滑的摩擦傳動(dòng)和皮帶(或齒輪)傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等.注意:在討論v、r三者關(guān)系時(shí),應(yīng)采用控制變量法,即保持其中一個(gè)量不變來(lái)討論另外兩個(gè)量的關(guān)系.在處理傳動(dòng)裝置中各量間的關(guān)系時(shí),應(yīng)首先明確傳動(dòng)的方式及傳

10、動(dòng)的特點(diǎn).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)例2如圖所示,在光滑水平桌面ABCD中央固定有一邊長(zhǎng)為0.4 m的光滑小方柱abcd.長(zhǎng)L=1 m的細(xì)線,一端拴在a上,另一端拴住一個(gè)質(zhì)量m=0.5 kg的小球.小球的初始位置在ad連線上a的一側(cè),把細(xì)線拉直,并給小球以v0=2 m/s的垂直于細(xì)線方向的水平速度使它做圓周運(yùn)動(dòng).由于光滑小方柱abcd的存在,使線逐步纏在abcd上.若細(xì)線能承受的最大張力為7 N(即繩所受的拉力大于或等于7 N時(shí)繩立即斷開(kāi)),那么從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂應(yīng)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間?小球從桌面的哪一邊飛離桌面?二、水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【名師點(diǎn)金】物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),在豎直方向所受

11、的合力為零.在解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,弄清物體圓形軌道所在的平面,明確圓心和半徑是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),同時(shí)不可忽視對(duì)解題結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,明確各變量之間的制約關(guān)系、變化趨勢(shì)以及結(jié)果涉及物理量的決定因素.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】當(dāng)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)0時(shí),繩將斷裂.據(jù)向心力公式得:T0=,所以L0=0.29 m繞a點(diǎn)轉(zhuǎn)周的時(shí)間t1=0.785 s 繞b點(diǎn)轉(zhuǎn)周的時(shí)間t2=0.471 s繩接觸c點(diǎn)后,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=0.2 m,小于L0=0.29 m,所以繩立即斷裂所以從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到繩斷裂經(jīng)過(guò)t=1.256 s,小球從桌面的AD邊飛離桌面.【答案】1.256 s小球從桌面的AD邊飛離桌面200mvL14

12、14知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.向心力的來(lái)源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.方法概述知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面,確定圓心的位置.2.向心力的確定(2)分析物體的受力情況,找出所有的力在沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.3.解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的主要步驟知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;(1)審清題意,確定研究對(duì)象;(3)分析物體的受力情況,畫(huà)出受力示意圖,確定向心力的來(lái)源;(4)據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式

13、列方程;知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(5)求解、討論.注意:無(wú)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是非勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿半徑指向圓心的合力均為向心力.當(dāng)采用正交分解法分析向心力的來(lái)源時(shí),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在坐標(biāo)原點(diǎn),一定有一個(gè)坐標(biāo)軸沿半徑指向圓心.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)變式訓(xùn)練如圖所示,在光滑的圓錐頂端,用長(zhǎng)L=2 m的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m=1 kg 的小球,圓錐頂角2=74,g取10 m/s2.求:(1)當(dāng)小球以=1 rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)繩上的拉力.(2)當(dāng)小球以=5 rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)繩拉力的大小.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】小球在圓錐面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力G,細(xì)繩的拉力T和斜面的支

14、持力FN.將這些力分解在水平方向和豎直方向上,有:Tsin -FNcos =m2Lsin Tcos +FNsin =mg設(shè)小球以角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球剛好離開(kāi)斜面,此時(shí),將FN=0代入上述兩式得:0= = rad/s=2.5 rad/sgLcos6.25知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)當(dāng)小球以=1 rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由小球在斜面上運(yùn)動(dòng)解得:T= =26 N2mLtan sinmgtan sincos知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(2)當(dāng)小球以=5 rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球?qū)㈦x開(kāi)斜面,此時(shí)受到拉力和重力,設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為,則Tsin =m2Lsin ,代入數(shù)據(jù)解得:T=50 N.【答案】(1)26 N (2)50

15、N知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)例3如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi),A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg,B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離.三、在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【名師點(diǎn)金】豎直面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)往往與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考查,本題是與平拋運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,解這類(lèi)題時(shí)一定要先分析出物體的運(yùn)動(dòng)模型,將它轉(zhuǎn)化成若干個(gè)比較熟悉的問(wèn)題,一個(gè)一個(gè)問(wèn)題求解,從而使難題轉(zhuǎn)化為基本題.本題中還要注意豎直面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)的兩個(gè)模型:輕桿模型和輕繩模型,它們的區(qū)別在于在最高點(diǎn)時(shí)提供的力

16、有所不同,輕桿可提供拉力和支持力,而輕繩只能提供拉力.本題屬于輕桿模型.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】?jī)蓚€(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí),受重力和管壁的作用力,這兩個(gè)力的合力作為向心力,離開(kāi)軌道后兩球均做平拋運(yùn)動(dòng),A、B兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差.對(duì)A球:3mg+mg=m 則vA= 對(duì)B球:mg-0.75mg=m 則vB= sA=vAt=vA=4RsB=vBt=vB=R2AvR4gR2BvR14gR4Rg4Rg則sA-sB=3R.【答案】3R知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu) 輕繩模型輕桿模型常見(jiàn)類(lèi)型均是沒(méi)有支撐的小球均是有支撐的小球過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件由mg=m得v臨=由小球能運(yùn)動(dòng)即可得v臨=02vrgr方

17、法概述知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)討論分析(1)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),v,FN+mg=m,繩、軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN.(2)當(dāng)v時(shí),不能過(guò)最高點(diǎn),在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道(1)當(dāng)v=0時(shí),FN=mg,FN為支持力,沿半徑背離圓心.(2)當(dāng)0v時(shí),FN+mg=m,FN指向圓心并隨v的增大而增大gr2vrgrgr2vrgrgr2vr知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)在最高點(diǎn)的FN-v2圖線取豎直向下為正方向取豎直向下為正方向知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)注意:輕繩模型和輕桿模型不同的原因在于輕繩只能對(duì)小球產(chǎn)生拉力,而輕桿既可對(duì)小球產(chǎn)生拉力也可對(duì)小球產(chǎn)生支持力.解答豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),首先要搞清是輕繩模型還是輕桿模型,在最高點(diǎn)輕繩模型和輕

18、桿模型的臨界速度是不同的.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)例4為了測(cè)定子彈的飛行速度,在一根水平放置的軸桿上固定著兩個(gè)薄圓盤(pán)a、b,a、b平行且相距2 m,軸桿的轉(zhuǎn)速為3600 r/min,子彈穿過(guò)兩盤(pán)留下兩個(gè)彈孔a、b,測(cè)得兩孔所在的半徑間的夾角為30,如圖所示.該子彈的速度是( )A.360 m/s B.720 m/sC.1440 m/sD.1080 m/s四、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性問(wèn)題知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【名師點(diǎn)金】與勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合的問(wèn)題,要對(duì)兩個(gè)物體分別進(jìn)行研究,列出兩個(gè)物體各自滿足的物理規(guī)律方程,找出它們之間的關(guān)系,聯(lián)立求解.對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),還要考慮到周期性,根據(jù)題目的意思來(lái)確定是否需要求周期性存在的

19、解.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】30=,轉(zhuǎn)速n=60 r/s子彈從a運(yùn)動(dòng)到b的時(shí)間t=,圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=(k=0,1,2,)即= 得:v= 即v=(k=0,1,2,)當(dāng)k=0時(shí),v=1440 m/s將其他答案代入,k不為整數(shù).故答案為C.【答案】C6ablv2k6ablv2k62k62 nab2 nl2k6240126k 知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題1 (2010年高考上海物理卷)如圖所示,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c的質(zhì)量分別為m1、m2、M(Mm1,Mm2),在c的萬(wàn)有引力作用下,a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),軌道半徑之比為ra rb=1 4,則它們的周期之比Ta Tb= ;從圖示

20、位置開(kāi)始,在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,a、b、c共線了 次.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【解析提示】衛(wèi)星、行星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供向心力,線速度、角速度、向心加速度和周期等運(yùn)動(dòng)參量都是中心天體的質(zhì)量和軌道半徑的函數(shù).【命題分析】本題以填空題形式考查萬(wàn)有引力和圓周運(yùn)動(dòng),難度為中等.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】根據(jù)G=mr,得T=,所以=.在b運(yùn)動(dòng)一周的過(guò)程中,a運(yùn)動(dòng)了8周,因起始位置a、b有夾角,所以a、b、c共線了14次.【答案】1 8 142Mmr224T2 34rGMabTT18知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測(cè)1如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們

21、與盤(pán)間的摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線,兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是( )A.兩物體沿切向方向滑動(dòng)B.兩物體均沿半徑方向滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)C.兩物體仍隨圓盤(pán)一起做圓周運(yùn)動(dòng),不發(fā)生滑動(dòng)D.物體B仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)靜摩擦力,物體A做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力大于最大靜摩擦力,即物體B仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn),D選項(xiàng)正確.【答案】D【解析】當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),細(xì)線的拉力大于零,燒斷細(xì)線時(shí),物體B做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力小于最大知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題2 (2

22、011年高考福建理綜卷)如圖為某種魚(yú)餌自動(dòng)投放器中的投餌管裝置示意圖,其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口沿水平方向、AB管內(nèi)有一原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.投餌時(shí),每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定,在彈簧上端放置一粒魚(yú)餌,解除鎖定,彈簧可將魚(yú)餌彈射出去.設(shè)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí),對(duì)管壁的作用力恰好為零.不計(jì)魚(yú)餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失,且鎖定和解除鎖定時(shí),均不改變彈簧的彈性勢(shì)能.已知重力加速度為g.求:知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(2)彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢(shì)能Ep.(1)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1.(3)已知地面與水面相距1.5R

23、,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO在90角的范圍內(nèi)來(lái)回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),每次彈射時(shí)只放置一粒魚(yú)餌,魚(yú)餌的質(zhì)量在m到m之間變化,且均能落到水面.持續(xù)投放足夠長(zhǎng)時(shí)間后,魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積S是多少?23知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【命題分析】本題考查物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和能量守恒,本題屬于中等難度試題.【解析提示】當(dāng)魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí),對(duì)管壁的作用力恰好為零,重力提供向心力.當(dāng)魚(yú)餌質(zhì)量變化時(shí),魚(yú)餌到達(dá)C點(diǎn)的初速度不同,平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離不同.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】(1)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由重力提供,則:mg=m 解得:v1=.21vRgR(2)彈簧的彈性勢(shì)能全部

24、轉(zhuǎn)化為魚(yú)餌的機(jī)械能,由機(jī)械能守恒定律,有:Ep=mg(1.5R+R)+m 聯(lián)立解得:Ep=3mgR.1221v知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(3)不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對(duì)魚(yú)餌速度大小的影響,質(zhì)量為m的魚(yú)餌離開(kāi)管口C后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間落到水面上,離OO的水平距離為x1,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有:4.5R=gt2 x1=v1t+R聯(lián)立解得:x1=4R當(dāng)魚(yú)餌的質(zhì)量為m時(shí),設(shè)其到達(dá)管口C時(shí)速度大小為v2,由機(jī)械能守恒定律,有:Ep=mg(1.5R+R)+(m) 聯(lián)立解得:v2=2 122323122322vgR知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)質(zhì)量為m的魚(yú)餌落到水面上時(shí),設(shè)離OO的水平距離為x2,則:x2=v2t+R聯(lián)立解得:x2=

25、7R魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積為:S= (-)=R2(或8.25R2).【答案】(1) (2)3mgR (3)R2或8.25R2 231422x21x334gR334知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測(cè)2如圖,豎直環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上,B不能左右運(yùn)動(dòng),在環(huán)的最低點(diǎn)靜放有一小球C,A、B、C的質(zhì)量均為m,給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v,小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng),為保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn),且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起(不計(jì)小球與環(huán)的摩擦阻力),瞬時(shí)速度必須滿足( )A.最小值為 B.最大值為 C.最小值為 D.最大值為 4gr6gr5gr7gr知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)解得:vmax= ,即D正確.【答案】CD7gr【解析】小球在最高點(diǎn)的最小速度為v1=,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得: m =2mgr+ m ,解得:vmin= ,即C正確;小球在最高點(diǎn)的最大速度為v2= ,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得: m =2mgr+m,gr122minv1221v5gr3gr122maxv1222v知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)