2013高考物理重點難點例析專題3曲線運動中的動力學問題

專題三曲線運動中的動力學問重重點難類平拋運動圓周運動中的向心力圓周運動中的動力學方程即將第二定律應(yīng)用于圓周運動，由于向心加速度表示不同，2 2

F=mr=mrω=

ω=T

=4π圓周運動中的臨界問υRgυ≥Rg時，υ＜Rg時，物體還沒有到最高點時，就脫離了軌道．在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當通過最高點時，物體通過最高點的速度可以為任何值，即υ≥0．當υRg時，環(huán)、桿或管對物體的作用力方向向下；當υ=Rg0＜υ＜Rg時，作用力方向向上．規(guī)規(guī)律方【例1所示質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，它與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸OO′相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)速增加到一定值時，物塊即將在為（B1 B．2

1C．

訓練題如圖所示，質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的小孔中，桿的另一端固定有一個質(zhì)量為m的小球．使小球在水平面內(nèi)作半徑為R的勻速圓周運動，且角速度為ω，則桿的 （C）B．mg2-C．mD．2開始釋放，求小球的擺線運動到與水平方向成多大角度時，球獲得最大的豎直分速度?（角函數(shù)表示．【解析】設(shè)小球從線水平開始轉(zhuǎn)過角度θ時，速度為v，此過程中機械能恒，則有：mglsinθ1mυ2，得：υ22此時小球受重力mg和線的拉力FT，如圖所示，在沿繩方向，由第二定2T有：FT-mgsinθmlυ得：FT小球在豎直方向先加速后，當小球在豎直方向的加速度為零時，可獲最大的豎直分速度，即：Fsinθ-mg0，F(xiàn)tsin2θ 33即當θ= ）時，小球獲得豎直方向最大的分速度33機在運動轉(zhuǎn)時，兩棒與豎直的轉(zhuǎn)軸AB之間夾角為60°，如圖所示，求此時節(jié)速器的答案【例3】如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放有質(zhì)量均為m的兩小物塊A、B，A離轉(zhuǎn)軸距離為L，A、B間用長為L的細線相連，開始時A、B與在同一直線上，線被拉直，A、B與水平轉(zhuǎn)臺間最μwh當轉(zhuǎn)臺的角速度達到多大時A物塊開始滑動【解析線上剛開始出現(xiàn)張力時，B受的最大靜摩擦力剛好充當向心力mω2（2L，由第二定律， 對A有：μmg-F=mω′2LB有：F+μmg由上述兩式有：ω

2L時，線上開始出現(xiàn)張力，當角速度達

時，A開訓練題M=0.6kgm0.3kgM0.2mM和水平m會處于靜止狀態(tài)？（g=10m/s2）答案：2。9r/s≤ω≤6。能能力訓大小關(guān)系，正確的是（C） C．形變是為零，速度一定不為零D．速度為零，可能無形變?nèi)鐖D所示，水平轉(zhuǎn)盤上的A、B、C三處有三塊可視為質(zhì)點的由同一種材料做成的正立方體物塊；B、C處物塊的質(zhì)量相等，為m，A處物塊的質(zhì)量為2m；A、B與軸O的距離相等，r，CO2r，轉(zhuǎn)盤以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動時，A、B、C處的物塊都沒有發(fā)生滑動現(xiàn)象，下列說法中正確的是（ABCA．C處物塊的向心加速度最B．B處物塊受到的靜摩擦力最C．當轉(zhuǎn)速增大時，最先滑動起來的是C處的D．當轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時，最后滑動起來的是A處的物運動，以下說法中正確的是（BC 如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤盤面上，離r=20cm處放置一小物0．5，試求：ω2rad/s若使A與盤面間不發(fā)生相對滑動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度是多大（gr答案：⑴r

m2r2220.2N1.6N方向為指向圓mm

如圖一條不可伸長的輕繩長為L，一端用手握住，另一端系一質(zhì)量為m的小球，今使手握的一端在水平桌面上做半徑為R，角速度為ω的勻速圓周運動，且使繩始終與半徑為RP，求：（1）v=（R2+L2）1/2，光滑水平面上，一個質(zhì)量為2kg的物體從靜止開始運動5s受到一個沿正東方向大小為4N的水平恒力作用；以第5s未開始改為一個沿正北方向大小為2N的水平恒力作用了10s，15s15s，答案（1）s=135m，方向東偏北（2）v=14．1m/s方向東偏北鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導出hr關(guān)系的表達式，并求出當r=440mh的設(shè)計L=1435mm，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國火車的轉(zhuǎn)v（km/h）隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通的快捷提出了更高的要求．為了提高力，國答案（1）分析表中數(shù)據(jù)可得，每組的hr之乘積均等于1因 h·r=33（或h=33r當r=440m時，有

轉(zhuǎn)彎中當內(nèi)外軌對車輪沒有側(cè)向壓力時火車的受力如圖所示由第二定律得vmgtanrh因為θ很小，有tanLLvL代入數(shù)據(jù)得有效措施有：a．適當增大內(nèi)外軌的高度差h；b．適當增大鐵路彎道的軌道半徑水平放置的木柱，橫截面為邊長等于a的正四邊形ABCD；擺長l=4a的擺A點（如圖1—14，開始時質(zhì)量為m的擺球處A等高的P點，這時擺線沿水平方向伸直；已知擺線能承受的最大拉力為7mg；若以初速度v0豎直向下將擺球從P點拋出，為使擺球能始終沿圓弧運動，并最后A點．求v0的值范圍（不計空氣阻力．答案球先后以正方形的頂點為圓半徑分別為R1=4aR2=3aR3=2a，R4=a為半徑各作四分之一圓周的圓運動．當擺球P點開始，沿R1=4a運動到最低點時的速根據(jù)動量定理1mv21mv2 當擺球開始以v1B點以半R2=3a作圓周運動時，擺線拉力最大Tmax=7mg，這時球的運動方程為Tmaxmg