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高中物理复习习题课件第五章 黄线运动 专题强化 圆周运动的综合分析.pptx
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1.会分析竖直面内的圆周运动,掌握轻绳、轻杆作用下圆周运动的分析方法.
2.掌握圆周运动临界问题的分析方法.
1.竖直面内圆周运动的轻绳(过山车)模型
如图1所示,甲图中小球受绳拉力和重力作用,乙图中小球受轨道的弹力和重力作用,二者运动规律相同,现以甲图为例.
例1 如图2所示,长度为L=0.4 m的轻绳,系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球的质量为m=0.5 kg,小球半径不计,g取10 m/s2,求:
(1)小球刚好通过最高点时的速度大小;
2.竖直面内圆周运动的轻杆(管)模型
如图3所示,细杆上固定的小球和光滑管形轨道内运动的小球在重力和杆(管道)的弹力作用下做圆周运动.
例2 如图4所示,长为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直面内做圆周运动,A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下,通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向(g取10 m/s2):
(1)杆做匀速圆周运动的转速为2 r/s;
答案 138 N,方向竖直向上
解析 小球在最高点的受力如图所示:
杆的转速为2 r/s时,ω=2π·n=4π rad/s,
由牛顿第二定律得F+mg=mLω2,
故小球所受杆的作用力
F=mLω2-mg=2×(0.5×42×π2-10) N≈138 N,
即杆对小球有138 N的拉力,
由牛顿第三定律可知,小球对杆的拉力大小为138 N,方向竖直向上.
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该课件来源:《步步高》 |
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