曲线运动是指物体运动的轨迹为曲线
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曲线运动是指物体运动的轨迹为曲线;曲线运动的速度方向是该点的切线方向;曲线运动
速度方向不断变化,故曲线运动一定是变速运动.
物体做直线或曲线运动的条件:
(1)若物体所受的合外力F(或a)的方向与物体速度v的方向相同或相反,则物体做直线
运动;
(2)若物体所受的合外力F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,则物体做曲线运动。
当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动速率将增大,
当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动速率将减小。
加速度大小、方向都不变的曲线运动,叫匀变曲线运动,如平抛运动。
加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动,如匀速圆周运动.
根据质点运动的轨迹判断受力方向:合外力指向曲线的内侧即指向曲线弯曲的一侧。,运动
轨迹应为夹角速度的方向与合外力方向之间。
1、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内()
A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变
B.速度一定在不断地改变,加速度可以不变
C.速度可以不变,加速度一定不断地改变
D.速度可以不变,加速度也可以不变
2、下列说法正确的是()
A、物体在恒力作用下不可能做曲线运动;
B、物体在变力作用下不可能作曲线运动;
C、作曲线运动的物体,速度方向与加速度方向不在同一直线上;
D、物体在变力作用下不可能作直线运动;
3、一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动,若突然撤去其中一个力,其余两个力不变,此物体可能做(
A、匀加速直线运动
B、匀速直线运动
C、类似于平抛运动
D、匀速圆周运动
4、关于做曲线运动的物体,下列说法不正确的是 ( )
A.它所受的合力一定不为零
B.有可能处于平衡状态
C.速度方向一定时刻改变
D.受的合外力方向与速度方向在同一条直线上
5、质点做曲线运动,它的轨迹如图所示,由A向C运动,关于它通过B点时的速度v的方
向和加速度a的方向正确的是:()
6、某质点在恒力F作用下,F从A点沿下图中曲线运动到B点,到达B点后,质点受到的
力大小仍为F,但方向相反,则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线?
A.曲线a B.直线b C.曲线c D.三条曲线均有可能
运动的合成
1.由已知的分运动求其合运动叫运动的合成.
2.描述运动的物理量如位移、速度、加速度都是矢量,运动的合成应遵循矢
量运算的法则:
(1)如果分运动都在同一条直线上,需选取正方向,与正方向相同的量取正,相反的量取
负,矢量运算简化为代数运算.
(2)如果分运动互成角度,运动合成要遵循平行四边形定则.
3.合运动的性质取决于分运动的情况:
①两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动.
②一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动,二者共线时,为匀变速直线运
动,二者不共线时,为匀变速曲线运动。
③两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,当合运动的初速度与合运动的加速度共
线时为匀变速直线运动,当合运动的初速度与合运动的加速度不共线时为匀变速曲线运动。
运动的分解
1.已知合运动求分运动叫运动的分解.
2.运动分解也遵循矢量运算的平行四边形定则.
3.将速度正交分解为 v x =vcos α和v y =vsin α是常用的处理方法.
合运动与分运动的特征:
(1)等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等.
(2)独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响.
(3)等效性:合运动和分运动是等效替代关系,不能并存;
(4)矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则。
船过河模型
(1)处理方法:小船在有一定流速的水中过河时,实际上参
与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船
相对水的运动,即在静水中的船的运动(就是船头指向的方
向),船的实际运动是合运动。
(2)若小船要垂直于河岸过河,过河路径最短,应将船头偏向上游,如图甲所示,此时过河时间:
θ
sin 1v d v d t ==合 (3)若使小船过河的时间最短,应使船头正对河岸行驶,如图乙所示,此时过河时间1
v d t =
(d 为河宽)。因为岸方向上,位移是一定的,船头按这样的方向,在垂直于河岸方向上的速度最大。
绳端问题
绳子末端运动速度的分解,按运动的实际效果进行可以方便我们的研究。 例如
在右图中,用绳子通过定滑轮拉物体船,当以速度v 匀速拉绳子时,求船的速度。
船的运动(即绳的末端的运动)可看作两个分运动的合成:
a)沿绳的方向被牵引,绳长缩短,绳长缩短的速度等于左端绳子伸长的速度。即为v ;
b)垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动,它不改变绳长。这样就可以求得船的速度为αcos v
, 当船向左移动,α
渐变大,船速逐渐变大。虽然匀速拉绳子,但物体A 却在做变速运动。
小船过河问题
设河宽为d,船速为V 1,水速为V 2,
A 、时间最短问题:最短时间为1v d t =
船头始终与河岸垂直才能使过河时间最短。。 B 、位移最短问题
(1)当船速大于水速时 d s = ,当v 船>v 水时,v 合垂直河岸,合位移最短等于河宽
(2)当船速小于水速时,1
2V dV s =
1、如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A ,小车下装有吊着物体B 的吊钩.在小车A
与物体B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,吊钩将物体B 向上吊起,A 、B 之间的距离
以2
2d H t =- (SI)(SI 表示国际单位制,式中H 为吊臂离地面的高度)规律变化,则物体做
A 、速度大小不变的曲线运动.
B 、速度大小减小的曲线运动.
C 、加速度大小方向均不变的曲线运动.
D 、加速度大小方向均变化的曲线运动.
2、小船从甲地顺水到乙地用时t 1,返回时逆水行舟用时t 2,若水不流动完成往返用时t 3,
设船速率与水流速率均不变,则 ( )
A .t 3>t 1+t 2
B .t 3=t 1+t 2
C .t 3<t 1+t 2
D .条件不足,无法判断
3、质量为m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F 1时,物体不可能做 ( )
A .匀加速直线运动
B .匀减速直线运动
C .匀变速曲线运动
D .变加速曲线运动。
4、如图所示,汽车以速度v 匀速行驶,当汽车到达p 点时,绳子与水平方向的夹
角为θ ,此时物体M 的速度大小为多少?
5.关于互成角度的两个初速不为零的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是 ( )
A .一定是直线运动
B .一定是曲线运动
C .可能是直线运动,也可能是曲线运动
D .以上都不对
6、如图所示,物体在恒力F 作用下沿曲线从A 运动到B ,这时突然使它
所受的力反向而大小不变(即由F 变为-F),在此力作用下,物体以后的
运动情况,下列说法正确的是 ( )
A .物体可能沿曲线Ba 运动
B .物体可能沿曲线Bb 运动
C .物体可能沿曲线Bc 运动
D .物体可能沿原曲线由B 返回A
7.在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v 1,
摩托艇在静水中的航速为v 2(v 1>v 2)。河岸宽度为d ,则战士想渡河救人,则摩托艇的最短距离为
A .dv 2/21
22v v B .0 C .dv 1/v 2 D .dv 2/v 1
8.小船在200 m 宽的河中横渡,水流速度为2 m/s ,船在静水中的航速是4 m/s ,求:
(1)当小船的船头始终正对对岸时,它将在何时、何地到达对岸?
⑵要使小船到达正对岸,应如何行驶?历时多长?
9.质量为m 的飞机以水平速度V 0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不
变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得
当飞机在水平方向的位移为L 时,它的上升高度为h.求:飞机受到的升力大小;
10、关于运动的合成与分解的说法中,正确的是 ( )
A 、合运动的位移为分运动的位移的和.
B 、合运动的速度一定比其中一个分速度大.
C 、合运动的时间为分运动时间之和.
D 、合运动的时间与各分运动时间相等.
11、关于运动的合成,下列说法中正确的是 ( )
A .合运动的速度一定比分运动的速度大
B .两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动
C .两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动
D .合运动的两个分运动时间不一定相等
12、一艘小船在 200m 宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是2m /s ,船在静水中的速度是4m /s ,求:
①当船头始终正对着对岸时,小船多长时间到达对岸,小船实际运行了多远?
②如果小船的路径要与河岸垂直,应如何行驶?消耗的时间是多少?
③如果小船要用最短时间过河,应如何?船行最短时间为多少?
13、人在岸上以速度v 匀速拉河中的船靠岸,在船靠岸的过程中,下列说法正确的是
A 、船匀速靠岸
B 、船加速靠岸
C 、船减速靠岸
D 、以上三种情况都可能
平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下
所做的运动。 平抛运动的轨迹是一条抛物线。
1.运动性质
a)水平方向:以初速度v 0做匀速直线运动.
b)竖直方向:以加速度a=g 做初速度为零的匀变速直线运动,即自由落体运动.
c)在水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在,互不影响,具有独立性.
d)合运动是匀变速曲线运动.
2.平抛运动的规律
以抛出点为坐标原点,以初速度v 0方向为x 正方向,竖直向下为y 正方向,如图所示,则
有:
分速度 gt v v v y x ==,0 合速度0222tan ,v gt t g v v o =
+=θ 分位移22
1,gt y vt x == 合位移22y x s += 注意:合位移方向与合速度方向不一致。
3.平抛运动的特点
a)平抛运动是匀变速曲线运动,故相等的时间内速度的变化量相等.由△v=gt ,速度的变化沿竖直方向,如下图所示.
任意两时刻的速度,画到一点上时,其末端连线必沿竖直方向,且都与v 构成直角三角形.
b)物体由一定高度做平抛运动,其运动时间由下落高度决定,与初速度无关.由公式
221gt h =。可得g
h t 2= ,落地点距抛出点的水平距离t v x 0=由水平速度和下落时间共同决定。
4.平抛运动中几个有用的结论
①平抛运动中以抛出点0为坐标原点的坐标系中任一点P(x 、y )的速度方向与竖直方向的夹为α,则y
x 2tan =α;其速度的反向延长线交于x 轴的2x 处。 ②斜面上的平抛问题:从斜面水平抛出,又落回斜面经历的时间为: θtag g v t 02=
实验:《平抛物体的运动》
1、实验步骤
1)安装调整斜槽(小球飞出时,切线水平)
2)调整竖直木板:(重锤线)
3)确定坐标原点:小球在槽口时,球心在木板上的水平投影为坐标原点。
4)描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置,如果小球能碰到笔尖,就说明位置找对了。
2、注意事项:
1)保证通过斜槽末端点切线水平。
2)保证小球每次从斜槽同一位置滚下。
3)坐标原点不是槽口的端点,而是小球在槽口时,球心在木板上的水平投影点。
4)小球在斜槽上开始滚下的位置要适当,以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角。
1、做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是 ( )
A.大小相等,方向相同
B.大小不等,方向不同
C.大小相等,方向不同
D.大小不等,方向相同
2、决定一个平抛运动的总时间的因素()
A 抛出时的初速度
B 抛出时的竖直高度
C 抛出时的竖直高度和初速度
D 物体的质量有关
3、一个物体以初速度V0水平抛出,经时间t,其竖直方向速度大小与V0大小相等,那么t为()
A、V0/g
B、2V0/g
C、V0/2g
D、2 V0/g
4、物体以初速度V0水平抛出,当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时,则物体抛出的时间是()
A 1∶1
B 2 ∶1
C 3∶1
D 4∶1
5、如图,以9.8m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,则物体的飞行时间为多少?
6、在倾角为 的斜面顶端A处以速度0v水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B处,设空气阻力不计,求:
(1)小球从A运动到B处所需的时间和位移。
(2)从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?
7、从某一高度平抛一物体,当抛出2s 后它的速度方向与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方
向成60°角,求:(g=10m/s2)
(1)抛出时的速度。 (2)落地时的速度。 (3)抛出点距地面的高度。 (4)水平射程。
8、“探究平抛运动的运动规律”实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A .让小球多次从 位置上滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,
如右下图中a 、b 、c 、d 所示。
B .按图安装好器材,注意 ,记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线。
C .取下白纸以O 为原点,以竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
⑴完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。
⑵上述实验步骤的合理顺序是 。
⑶已知图中小方格的边长L =1.25cm ,则小球平抛的初速度为 v 0= (用L 、g 表示),其值是 (取g =9.8m/s 2
),
小球在b点的速率 。
9、物块从光滑曲面上的P 点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q 点,若传送带
的皮带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带随之运动,如图所示,再把物块放到P 点自由滑下则
A.物块将仍落在Q 点
B.物块将会落在Q 点的左边
C.物块将会落在Q 点的右边
D.物块有可能落不到地面上
10、已知方格边长a 和闪光照相的频闪间隔T ,求:v 0、g 、v c
11、如图所示,一高度为h=0.2m 的水平面在A 点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以V 0=5m/s 的速
度在平面上向右运动。求小球从A 点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,取g=10m/s 2)。某同学
对此题的解法为:小球沿斜面运动,则2
1sin ,sin 2h V t g t θθ=+?由此可求得落地的时间t 。问:你同意上述 解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果。
a b c
d θ
B A h
12、作平抛运动的物体,在落地前的最后1s内,其速度方向由跟竖直方向成600角变为跟竖直方向成450角,求:物体抛出时的速度和高度分别是多少?
13、排球场总长18m,网高2.25 m,如图所示,设对方飞来一球,刚好在3m线正上方被我方运动员后排强攻击回。假设排球被击回的初速度方向是水平的,那么可认为排球被击回时做平抛运动。(g取10m/s2)(1)若击球的高度h=2.5m,球击回的水平速度与底线垂直,球既不能
触网又不出底线,则球被击回的水平速度在什么范围内?
(2)若运动员仍从3m线处起跳,起跳高度h满足一定条件时,会出现无
论球的水平初速多大都是触网或越界,试求h满足的条件。
14、如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落
在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足
A.tanφ=sinθ
B. tanφ=cosθ
C. tanφ=tanθ
D. tanφ=2tanθ
15.关于做平抛运动的物体,正确的说法是
A.速度始终不变
B.加速度始终不变
C.受力始终与运动方向垂直
D.受力始终与运动方向平行
16.如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度
v a和v b沿水平方向抛出,经过时间t a和t b后落到与两出点水平距离相等
的P点。若不计空气阻力,下列关系式正确的是
A. t a>t b, v a B. t a>t b, v a>v b C. t a D. t a>t b, v a>v b 17、在平坦垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地。若不计空气阻力,则 A. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定 B. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定 C. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D. 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 18.一水平放置的水管,距地面高h=l.8m,管内横截面积S=2.0cm2。有水从管口处以不变的速度v=2.0m/s 源源不断地沿水平方向射出,设出口处横截面上各处水的速度都相同,并假设水流在空中不散开。取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求水流稳定后在空中有多少立方米的水。 匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度相同。 (1)线速度:质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值,即s v t ?=?,单位m/s ;属于瞬时 速度,既有大小,也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上。匀速圆周运动的线速度方 向在时刻改变,大小不变。 (2)角速度 :t θω?=? (θ指转过的角度),单位 rad/s 或1s -;对某一确定的匀速圆周运动而 言,角速度大小是恒定的,方向时刻变化的。 (3)周期T ;频率f =1/T ;转速:物体单位时间内转过的圈数,用符号n 表示。 v r ω= 2r v T π= 222f n T πωππ=== 同轴传动各点的角速度相等 皮带、链条、齿轮、摩擦传动各点的线速度大小相等 1、如图所示装置中,三个轮的半径分别为r 、2r 、4r ,b 点到圆心的距离为r ,求图中a 、b 、c 、d 各点 的线速度之比、角速度之比、向心加速度之比。 2、关于匀速圆周运动,下列说法正确的是 ( ) A .匀速圆周运动是匀速运动 B .匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C .物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动 D .做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态 3、对如图所示的皮带传动装置,下列说法中正确的是 A 、A 轮带动 B 轮沿逆时针方向旋转. B 、B 轮带动A 轮沿顺时针方向旋转. C 、C 轮带动 D 轮沿顺时针方向旋转. D 、D 轮带动C 轮沿顺时针方向旋转. 4、如图所示,皮带传动装置转动后,皮带不打滑,则皮带轮上A 、B 、C 三点的情况是 ( ) A .v A =v B ,v B = v C ; B .ωA =ωB ,v B = v C C .v A =v B ,ωB =ωc ; D .ωA >ωB ,v B =v C 5、如图所示,直径为d 的纸质圆筒,以角速度ω绕轴O 高速运动,有一颗子弹沿直径穿过圆筒,若子弹 穿过圆筒时间小于半个周期,在筒上先、后留下a 、b 两个弹孔,已知ao 、bo 间夹角为φ弧度,则子弹 a b c d 速度为 向心加速度 (1)物理意义:描述线速度方向改变的快慢。 (2)大小:a=v2/r=ω2r=4π2fr=4π2r/T2=ωv。 (3)方向:总是指向圆心,方向时刻在变化.不论a的大小是否变化,a都是个变加速度.(4)注意:a与r是成正比还是反比,要看前提条件,若ω相同,a与r成正比;若v相同, a与r成反比;若是r相同,a与ω2成正比,与v2也成正比. 向心力 (1)作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小.因此,向心力对做圆周运动的物体不做功. (2)大小: F=ma=mv2/r=mω2 r=m4π2fr=m4π2r/T2=mωv (3)方向:总是沿半径指向圆心,时刻在变化.即向心力是个变力. 说明: 向心力是按效果命名的力,不是某种性质的力,因此,向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的合力提供,要根据物体受力的实际情况判定. 匀速圆周运动 1.特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的. 2.性质:是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动,并且是加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动. 3.加速度和向心力:由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变,故仅存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力. 4.质点做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心. 变速圆周运动(非匀速圆周运动) 变速圆周运动的物体,不仅线速度大小、方向时刻在改变,而且加速度的大小、方向也时刻在改变,是变加速曲线运动(注:匀速圆周运动也是变加速运动). 变速圆周运动的合力一般不指向圆心,变速圆周运动所受的合外力产生两个效果. 1.半径方向的分力:产生向心加速度而改变速度方向. 2.切线方向的分力:产生切线方向加速度而改变速度大小. 故利用公式求圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值. 1.关于向心力的说法正确的是() A.物体由于作圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小 C.做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力 D.做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力2、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动,下列正确的是() A 、物体受重力、向心力、摩擦力三个力 B 、物体受重力、弹力、摩擦力三个力 C 、物体受重力、弹力、向心力、摩擦力 D 、物体受重力、弹力、向心力、三个力 3、关于变速圆周运动的向心力的说法中正确的是 ( ) A 、物体除其他力外,还受到一个向心力的作用 B 、物体所受的合力等于向心力 C 、向心力的大小一直在变化 D 、变速圆周运动的合力的方向不指向圆心 4、长为L 的细线,拴一质量为m 的小球,一端固定于O 点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动 通常称为圆锥摆运动),如图所示,当摆线L 与竖直方向的夹角是α时,求: (1)线的拉力F ; (2)小球运动的线速度的大小; (3)小球运动的角速度及周期。 5.在地球上,赤道附近的物体A 和北京附近的物体B ,随地球的自转而做匀速圆周运动.可以判断 A .物体A 与物体 B 的向心力都指向地心 B .物体A 的线速度的大小小于物体B 的线速度的大小 C .物体A 的角速度的大小大于物体B 的角速度的大小 D .物体A 的向心加速度的大小大于物体B 的向心加速度的大小 6.下列关于离心现象的说法正确的是 A .当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动 C .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动 D .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动 7.一圆盘可绕通过圆盘中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动。在圆盘上放置一小木块A ,它随圆盘一起 做匀速圆周运动,则关于木块A 的受力,下列说法正确的是 A .木块A 受重力、支持力和向心力 B .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反 C .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心 D .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同 8.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧。两车 沿半径方向受到的摩擦力分别为f 甲和f 乙。以下说法正确的是 A .f 甲小于f 乙 B .f 甲等于f 乙 L α O C .f 甲大于f 乙 D .f 甲和f 乙大小均与汽车速率无关 竖直平面内的圆周运动问题的分析方法 (1)如右图所示为没有物体支撑的小球,在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况: ①临界条件:小球达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于零,小球的重力提 供其做圆周运动的向心力。 即 r v m mg 2 0=式中的v 0小球通过最高点的最小速度,通常叫临界速度gr v =0 ②能过最高点的条件:v>v 0,此时绳对球产生拉力F ③不能过最高点的条件:v (2)有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动的情况: ① 临界条件:由于硬杆和管壁的支撑作用,小球恰能达到最高点的临界速度v 0=0 ②右图中(a)所示的小球过最高点时,轻杆对小球的弹力的情况: 当0 当v =gr ,F N =0。 当v>gr 时,杆对小球有指向圆心的拉力,其大小随速度的增大而增大. ③右图(b)所示的小球过最高点时,光滑硬管对小球的弹力情况与硬杆对小球的弹力类似。 对火车转弯问题的分析方法 在火车转弯处,如果内、外轨一样高,外侧轨道作用在外侧轮 缘上的弹力F ′指向圆心,使火车产生向心加速度,由于火车的质量 和速度都相当大,所需向心力也非常大,则外轨很容易损坏,所以 应使外轨高于内轨.如右图所示,这时支持力N 不再与重力G 平衡, 它们的合力指向圆心.如果外轨超出内轨高度适当,可以使重力G 与支持力的合力,刚好等于火车所需的向心力. 另外,锥摆的向心力情况与火车相似。 离心运动 ①做圆周运动的物体,由于本身具有惯性,总是想沿着切线方向运动,只足由于向心力作用,使它不能沿 切线方向飞出 ,而被限制着沿圆周运动,如图所示. ②当产生向心力的合外力消失,F=0,物体便沿所在位置的切线方向飞 去,如图A 所示. ③当提供向心力的合外力不完全消失,而只是小于应当具有的向心力, ,即合外力不足提供所需的向心力的情况下,物体沿切线 与圆周之间的一条曲线运动.如图B 所示. 汽车过桥: 凸面:r v m F G N 2=- 凹面:r v m G F N 2 =- 航天器中的失重现象:r v m mg F N 2 ;0== 应用:雨伞、链球、洗衣机脱水、离心分离器、离心干燥器、离心测速计、无缝钢管、 离心水泵等。 防止:汽车转弯时的限速;高速旋转的飞轮、砂轮的限速和防 1.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O 。现给球一初速度, 使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F 表示球到达最高点时杆对 小球的作用力,则F ( ) A .一定是拉力 B .一定是推力 C .一定等于0 D .可能是拉力,可能是推力,也可能等于0 2.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水 平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是: A. V A > V B B. ωA > ωB C. a A > a B D.压力N A > N B 3、如图所示,一质量为M 的赛车,在某次比赛中要通过一段凹凸起伏的圆弧形路面,若圆弧半径都是R , 汽车在到达最高点(含最高点)之前的速率恒为gR v = ,则下列说法不正确的是 ( ) A .在凸起的圆弧路面的顶部,汽车对路面的压力不为零 B .在凹下的圆弧路面的底部,汽车对路面的压力为2Mg C .在经过凸起的圆弧路面的顶部后,汽车将做平抛运动 D .在凹下的圆弧路面的底部,汽车的向心力为Mg 4.如图所示,质量相等的A 、B 两物块放在匀速转动的水平圆盘上,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下 列关系中正确的是 A .它们所受的摩擦力 B A f f B .它们的线速度V A C.它们的运动周期T A D .它们的角速度 B A ωω B A 5、绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.5kg,绳长L=60cm,求: ⑴在最高点水不流出的最小速率? ⑵水在最高点速率v=3m/s时,水对桶底的压力?