《水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題和豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的“輕繩、輕桿”模型》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題和豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的“輕繩、輕桿”模型（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點(diǎn)突破二：水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題 1 .熱點(diǎn)透析 2 .典例剖析 3 .規(guī)律方法 4 .跟蹤訓(xùn)練第 四 章 曲 線 運(yùn) 動 萬 有 引 力 與 航 天 1 .熱點(diǎn)透析 1與摩擦力有關(guān)的臨界極值問題物體間恰好不發(fā)生相對滑動的臨界條件是物體間恰好達(dá)到最大靜摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，則有Ffmm v2/r，靜摩擦力的方向一定指向圓心；如果除摩擦力以外還有其他力，如繩兩端連物體，其中一個在水平面上做圓周運(yùn)動時，存在一個恰不向內(nèi)滑動的臨界條件和一個恰不向外滑動的臨界條件，分別為靜摩擦力達(dá)到最大且靜摩擦力的方向沿半徑背離圓心和沿半徑指向圓心。 2與彈力有關(guān)的臨界極值問題壓力、支持力的臨界條件
2、是物體間的彈力恰好為零；繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且其上無彈力或繩上拉力恰好為最大承受力等。 2 . 典例剖析 審題設(shè)疑 (1)轉(zhuǎn)臺的角速度較小時，誰提供向心力？(2)物塊A、B誰先達(dá)到最大靜摩擦力？(3)細(xì)線上何時開始出現(xiàn)張力？(4)細(xì)線上有張力時，誰提供物塊A、B的向心力，列出表達(dá)式？ (5)兩物塊何時開始滑動？轉(zhuǎn) 解析 轉(zhuǎn) 原題 審題設(shè)疑 1.轉(zhuǎn)速為零時,OA、AB拉力大小各怎樣？2.隨轉(zhuǎn)速增大,OA、AB繩拉力大小如何變化？3.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到某值時,兩繩拉力會有何突變？轉(zhuǎn) 解析 轉(zhuǎn) 原題 3 .規(guī)律方法 反 思 總 結(jié) 1判斷臨界狀態(tài)：認(rèn)真審題，找出臨界狀態(tài)2確定臨界條件：分析該狀態(tài)
3、下物體的受力特點(diǎn).3選擇物理規(guī)律：臨界狀態(tài)是一個“分水嶺”，“嶺”的兩邊連接著物理過程的不同階段，各階段物體的運(yùn)動形式以及遵循的物理規(guī)律往往不同4結(jié)合圓周運(yùn)動知識，列出相應(yīng)的動力學(xué)方程綜合分析。 相對圓盤靜止時,a、b兩物塊角速度相等審題設(shè)疑 1.a、b兩物體所受最大靜摩擦力大小如何？2.隨轉(zhuǎn)速緩慢增加，a、b兩物體所需向心力的大小如何？3.隨加速轉(zhuǎn)動，哪個物體所需向心力首先達(dá)到能提供的最大靜摩擦力？怎樣求此時的角速度？ 4 .跟蹤訓(xùn)練 【備用變式】對于上題，若木塊轉(zhuǎn)動的半徑保持r=0.5m,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度范圍是多少？【跟蹤訓(xùn)練】 如圖所示，質(zhì)量為m的木塊，用一輕繩拴著，置于很大的水平轉(zhuǎn)盤
4、上，細(xì)繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的細(xì)管，與質(zhì)量也為m的小球相連，木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的倍(0.2)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止，木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是多少？(g取10 m/s2) 審題導(dǎo)析 1.當(dāng)木塊離圓心的距離很小時,隨圓盤轉(zhuǎn)動,木塊會向圓心滑動？2.當(dāng)木塊恰好不向里滑動時,木塊受力情況如何?遵從什么規(guī)律？3.若使木塊半徑再增大,木塊所受各力情況又會如何變化？4.當(dāng)木塊半徑達(dá)到最大值時，它所受各力情況怎樣？如果再使木塊半徑增大一點(diǎn)，隨圓盤的轉(zhuǎn)動，木塊將如何運(yùn)動？轉(zhuǎn) 解析擴(kuò)展變式 解析由于轉(zhuǎn)盤以角速度4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,因此木塊做勻速圓周運(yùn)動所需向心力
5、為Fm r2.當(dāng)木塊勻速圓周運(yùn)動的半徑取最小值時,其所受最大靜摩擦力與拉力方向相反,，則有m gm gm rmin2，解得rmin0.5 m；當(dāng)木塊勻速圓周運(yùn)動的半徑取最大值時,其所受最大靜摩擦力與拉力方向相同,則有m gm gm rmax2，解得rmax0.75 m.因此,要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止,木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是：0.5 mr0.75 m.答案0.5 mr0.75 m Ffm F拉=mgF合=F向r min Ffm F拉=mgF合=F向rmax返 原題 物理建模：豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的 “輕繩、輕桿”模型 1 .模型特點(diǎn) 2 .典例剖析 3 .規(guī)律方法 4 .跟蹤訓(xùn)練 5 .真題演練第四
6、章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 1 .模型特點(diǎn) 物理建模 “豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的繩、桿”模型 小球恰能做圓周運(yùn)動，v臨0易錯易混 2 . 典例剖析 解析/顯隱 【備選】如圖示,2012年8月7日倫敦奧運(yùn)會體操男子單桿決賽,荷蘭選手宗德蘭德榮獲冠軍.若他的質(zhì)量為60 kg,做“雙臂大回環(huán)”,用雙手抓住單杠,伸展身體,以單杠為軸做圓周運(yùn)動.此過程中,運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)時手臂受的總拉力至少約為(忽略空氣阻力，g10 m/s2)() A600 N B2 400 NC3 000 N D3 600 N 審題設(shè)疑1、此運(yùn)動員的運(yùn)動屬于什么類型圓周運(yùn)動？2、運(yùn)動員的運(yùn)動過程遵從什么物理規(guī)律?3、如何選擇狀態(tài)及過程
7、列方程解答問題？豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的桿模型 牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律 審題關(guān)鍵點(diǎn)：運(yùn)動員以單杠為軸做圓周運(yùn)動自己試一試！建模選規(guī)律求解列方程屬于豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的桿模型牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律 轉(zhuǎn) 解析 轉(zhuǎn) 原題 3 .規(guī)律方法 豎 直 面 內(nèi) 圓 周 運(yùn) 動 的 求 解 思 路 方 法 提 煉(1)定模型： 判斷 輕繩模型 或者 輕桿模型(2)確定臨界點(diǎn)： 輕繩模型 能否通過最高點(diǎn)的臨界點(diǎn) 輕桿模型 FN表現(xiàn)為支持力還是拉力的臨界點(diǎn)(3)研究狀態(tài)：通常只涉及 最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動情況(4)受力分析：在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律列方程，F(xiàn)合F向(5)過程分析：應(yīng)用動能定理
8、或機(jī)械能守恒定律將初、末兩個狀態(tài)聯(lián)系起來列方程. 【 變 式 訓(xùn) 練 3】 在 穩(wěn) 定 軌 道 上 的 空 間 站 中 ,物 體 處 于 完 全 失 重 狀 態(tài) ,空 間 站 中 有 如 圖 示 的 裝 置 ,半 徑 分 別 為 r和 R(R r)的 甲 、 乙 兩 個光 滑 的 圓 形 軌 道 安 置 在 同 一 豎 直 平 面 上 ,軌 道 之 間 有 一 條 水 平 軌 道CD相 通 ,宇 航 員 讓 一 小 球 以 一 定 的 速 度 先 滑 上 甲 軌 道 ,通 過 粗 糙 的CD段 ,又 滑 上 乙 軌 道 ， 最 后 離 開 兩 圓 軌 道 ， 那 么 下 列 說 法 中 正 確
9、的 是 ( )A.小 球 在 CD間 由 于 摩 擦 力 而 做 減 速 運(yùn) 動B.小 球 經(jīng) 過 甲 軌 道 最 高 點(diǎn) 時 比 經(jīng) 過 乙 軌 道 最 高 點(diǎn) 時 速 度 大C.如 果 減 小 小 球 的 初 速 度 ,小 球 有 可 能 不 能 到 達(dá) 乙 軌 道 的 最 高 點(diǎn)D.小 球 經(jīng) 過 甲 軌 道 最 高 點(diǎn) 時 對 軌 道 的 壓 力 大 于 經(jīng) 過 乙 軌 道 最 高 點(diǎn)時 對 軌 道 的 壓 力審題導(dǎo)析1.小球處于完全失重狀態(tài).2.注意小球在整體運(yùn)動過程中遵從哪些物理規(guī)律. 4 .跟蹤訓(xùn)練 解析/顯隱此條件隱含了什么物理特征？ 【訓(xùn)練2】(多選) 如圖所示，M為固定在水
10、平桌面上的有缺口的方形木塊，abcd為半徑是R的光滑圓弧形軌道，a為軌道的最高點(diǎn)，de面水平且有一定長度今將質(zhì)量為m的小球在d點(diǎn)的正上方高為h處由靜止釋放，讓其自由下落到d處切入軌道內(nèi)運(yùn)動，不計空氣阻力，則()A只要h大于R，釋放后小球就能通過a點(diǎn)B只要改變h的大小，就能使小球通過a點(diǎn)后，既可能落回軌道內(nèi)，又可能落到de面上C無論怎樣改變h的大小，都不可能使小球通過a點(diǎn)后落回軌道內(nèi)D調(diào)節(jié)h的大小，可以使小球飛出de面之外(即e的右側(cè)) 轉(zhuǎn) 解析 審題導(dǎo)析1.理解小球通過a點(diǎn)的意義.2.分析小球整體運(yùn)動過程中遵從的規(guī)律. 返 原題 轉(zhuǎn) 解析 轉(zhuǎn) 原題 5 .真題演練 解析顯隱 謝 謝 ！ 放映結(jié)束 感謝各位的批評指導(dǎo)！讓我們共同進(jìn)步 謝 謝 ！ 放映結(jié)束 感謝各位的批評指導(dǎo)！讓我們共同進(jìn)步
水平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題和豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的“輕繩、輕桿”模型
