勻速圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

勻速圓周運(yùn)動(dòng)第1頁(yè)復(fù)習(xí)精要一.描述圓周運(yùn)動(dòng)物理量——v、ω、T、f、n、a向v=rωT=2π/ωT=1/fω=2πn

a向=v2/r=rω2=r·4π2/T2二勻速圓周運(yùn)動(dòng)：物體在圓周上運(yùn)動(dòng)；任意相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)圓弧長(zhǎng)度相等。三.勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力：F=ma向=mv2/r四.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，受到合外力方向一定沿半徑指向圓心(向心力)，大小一定等于mv2/r.五.做變速圓周運(yùn)動(dòng)物體，受到合外力沿半徑指向圓心方向分力提供向心力，大小等于mv2/r；沿切線方向分力產(chǎn)生切向加速度,改變物體速度大小。第2頁(yè)例1.如圖所表示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)水平圓盤(pán)盤(pán)面上，離軸心r=20cm處放置一小物塊A，其質(zhì)量為m＝2kg，A與盤(pán)面間相互作用靜摩擦力最大值為其重力k倍（k＝0.5），試求⑴當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω＝2rad/s時(shí)，物塊與圓盤(pán)間摩擦力大小多大？方向怎樣？⑵欲使A與盤(pán)面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)最大角速度多大？（取g=10m/s2）A第3頁(yè)A解:⑴f=mω2r=2×22×0.2=1.6N①方向?yàn)橹赶驁A心。⑵kmg=mωm2r②③第4頁(yè)例2、如圖所表示，將一根光滑細(xì)金屬棒折成V形，頂角為2θ，其對(duì)稱軸豎直，在其中一邊套上一個(gè)金屬環(huán)P。當(dāng)兩棒繞其對(duì)稱軸以每秒n轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小環(huán)離軸距離為（）(A)；(B)；(C)；(D)；θθωmgNFθA第5頁(yè)θθω解：分析小環(huán)受力如圖示：mgNFθF=mgctgθ=mω2rω=2πn第6頁(yè)

繩桿圓管

m受力情況

最高點(diǎn)A速度

AOmBL重力、繩拉力AOmBL重力、桿拉力或支持力AOmBR重力、外管壁支持力或內(nèi)管壁支持力豎直平面內(nèi)變速圓周運(yùn)動(dòng)第7頁(yè)例3、用鋼管做成半徑為R=0.5m光滑圓環(huán)（管徑遠(yuǎn)小于R）豎直放置，一小球（可看作質(zhì)點(diǎn)，直徑略小于管徑）質(zhì)量為m=0.2kg在環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求:小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)，以下兩種情況下球?qū)鼙谧饔昧?取g=10m/s2A速率為1.0m/s(2)A速率為4.0m/s第8頁(yè)解：AOm先求出桿彈力為0速率v0mg=mv02/l

v02=gl=5v0=2.25

m/s(1)v1=1m/s<v0球應(yīng)受到內(nèi)壁向上支持力N1，受力如圖示：N1mgmg-N1=mv12/l得N1=1.6N(2)v2=4m/s>v0球應(yīng)受到外壁向下支持力N2如圖示：AOmN2mg則mg+N2=mv22/l得N2=4.4N由牛頓第三定律，球?qū)鼙谧饔昧Ψ謩e為(1)對(duì)內(nèi)壁1.6N向下壓力(2)對(duì)外壁4.4N向上壓力.第9頁(yè)例4、如圖示，質(zhì)量為M電動(dòng)機(jī)一直靜止于地面，其飛輪上固定一質(zhì)量為m物體，物體距輪軸為r，為使電動(dòng)機(jī)不至于離開(kāi)地面，其飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω應(yīng)怎樣？rMmω第10頁(yè)解：當(dāng)小物體轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)底座,受到重力Mg和物體對(duì)底座拉力TMωMgT為使電動(dòng)機(jī)不至于離開(kāi)地面，必須T≤Mg對(duì)物體,受到重力mg和底座對(duì)物體拉力TmmgT由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有mg+T=mrω2即mrω2≤(M+m)g第11頁(yè)例5、圓桶底面半徑為R，在頂部有個(gè)入口A，在A正下方h處有個(gè)出口B，在A處沿切線方向有一個(gè)斜槽，一個(gè)小球恰能沿水平方向進(jìn)入入口A后，沿光滑桶壁運(yùn)動(dòng)，要使小球由出口B飛出桶外，則小球進(jìn)入A時(shí)速度v必須滿足什么條件？AB第12頁(yè)解：AB小球運(yùn)動(dòng)由兩種運(yùn)動(dòng)合成：a.水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)；b.豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)h=1/2gt2

圓周運(yùn)動(dòng)周期設(shè)為T(mén)，T=2πR/v當(dāng)t=nT時(shí)，小球可由出口B飛出桶外（n=1、2、3、4、……）第13頁(yè)

例6、如圖所表示，半徑為R，內(nèi)徑很小光滑半圓管豎直放置。兩個(gè)質(zhì)量均為m小球a、b以不一樣速度進(jìn)入管內(nèi)，a經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)管上部壓力為3mg，b經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)管壁下部壓力為0.75m