新教材高中物理第3章圆周运动知识网络建构与学科素养提升课件鲁科版必

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新教材高中物理第3章圆周运动知识网络建构与学科素养提升课件鲁科版必

知识网络建构与学科素养提升 一、圆周运动中的多解问题 匀速圆周运动的多解问题常涉及两个物体的两种不同运动,其中一个做匀速圆周运动,另一个做其他形式的运动。因匀速圆周运动具有周期性,使得在一个周期中发生的事件在其他周期同样可能发生,这就要求我们在解决此类问题时,必须考虑多解的可能性,一般处理这类问题时,要把一个物体的运动时间 t ,与圆周运动的周期 T 建立起联系才会较快的解决问题。 [ 例 1] 如图所示,水平放置的圆筒绕其中心对称轴 OO ′ 匀速转动,筒壁上 P 处有一小圆孔,桶壁很薄,桶的半径 R = 2 m ,圆孔正上方 h = 3.2 m 处有一小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒,并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。求: (1) 小球在圆筒中运动的时间? (2) 圆筒转动的角速度是多大? ( 空气阻力不计, g 取 10 m/s 2 ) 。 [ 针对训练 1] 如图所示是一种子弹测速器,甲、乙两圆盘均以角速度 ω 旋转,甲、乙两圆盘相距 d ,一个子弹 P 从甲盘某条半径 O 1 A 射入,从乙盘 O 2 B ′ 半径上射出,测得跟 O 1 A 平行的半径 O 2 B 与 O 2 B ′ 之间夹角为 θ ,子弹穿过盘时的阻力不计,求子弹的速度。 二、圆周运动中的临界问题 当物体从某种特性变化为另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态,通常叫做临界状态。出现临界状态时,既可理解为 “ 恰好出现 ” ,也可理解为 “ 恰好不出现 ” 。 1. 水平面内的圆周运动的临界问题 在这类问题中,要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源,考虑达到临界条件时物体所处的状态,即临界速度、临界角速度,然后分析该状态下物体的受力特点,结合圆周运动知识,列方程求解。常见情况有以下两种: (1) 与绳的弹力有关的圆周运动临界问题。 (2) 因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题。 2. 竖直面内的圆周运动的临界问题 (2) 用杆固定物体在竖直平面内做圆周运动。 此种情况下,由于物体所受的重力可以由杆给它的向上的支持力来平衡,所以在最高点时的速度可以为零。当物体在最高点的速度 v ≥ 0 时,物体就可以完成一个完整的圆周运动。 [ 例 2] 如图所示,水平转盘上放有一质量为 m 的物体 ( 可视为质点 ) ,连接物体和转轴的绳子长为 r ,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的 μ 倍,转盘的角速度由零逐渐增大, g 为重力加速度。求: (1) 绳子对物体的拉力为零时的最大角速度。 [ 针对训练 2] 如图所示,轻杆长为 L ,一端固定在水平轴上的 O 点,另一端系一个小球 ( 可视为质点 ) 。小球以 O 为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点, g 为重力加速度。下列说法正确的是 (    ) 答案   A
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