物理必修 第二册1 圆周运动示范课ppt课件

这是一份物理必修 第二册1 圆周运动示范课ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了章末小结，知识网络构建，圆周运动，mrω2，rω2，水平分力，方法归纳提炼，典题1，模型特点，典题2等内容，欢迎下载使用。
一、水平面内圆周运动的临界问题1．不滑动
2．与支持面或杆的弹力有关的临界问题此问题要分析出恰好无支持力这一临界状态下的角速度(或线速度)等。
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，g为重力加速度，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；思路引导：解这类问题，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。
当绳的拉力为零时，Ff静＝F向。
二、竖直面内圆周运动的轻绳模型1．模型概述无支撑物(如球与绳连接，沿内轨道运动的“过山车”等)的竖直面内的圆周运动，称为“轻绳模型”。
如图所示，长度为L＝0.4 m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m＝0.5 kg，小球半径不计，g取10 m/s2，求：(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；(2)小球通过最高点时的速度大小为4 m/s时，绳的拉力大小；(3)若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球运动过程中速度的最大值。
三、竖直面内圆周运动的轻杆模型1．模型概述有支撑物(如球与杆连接，小球在弯管内运动等)的竖直面内的圆周运动，称为“轻杆模型”。
长L＝0.5 m、质量可忽略的细杆，其一端可绕O点在竖直平面内转动，另一端固定着一个小球A。A的质量为m＝2 kg，当A通过最高点时，如图所示，求在下列两种情况下小球对杆的作用力：(1)A在最高点的速度为1 m/s；(2)A在最高点的速度为4 m/s。
答案：(1)16 N，方向向下　(2)44 N，方向向上易错提醒：求物体对轨道(杆)的压力，或对绳(杆)的拉力时，先根据牛顿第二定律求出轨道(杆)对物体的支持力或绳(杆)对物体的拉力，再根据牛顿第三定律，求出物体对轨道(杆)的压力或对绳(杆)的拉力。
一、高考真题探析(多选)(2021·河北卷，9)如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω′匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若ω′>ω，则与以ω匀速转动时相比，以ω′匀速转动时(　　)A．小球的高度一定降低B．弹簧弹力的大小一定不变C．小球对杆压力的大小一定变大D．小球所受合外力的大小一定变大
可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变，A错误，B正确；水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则Tcs θ－FN＝mω2r即FN＝Tcs θ－mω2r
当转速较大时，FN指向转轴Tcs θ＋FN′＝mω′2r即FN′＝mω′2r－Tcs θ因ω′>ω ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大，C错误；根据F合＝mω2r可知，因角速度变大，半径不变，则小球受合外力变大，D正确。
二、临场真题练兵1．(2021·全国甲卷，15)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为(　　)A．10 m/s2　　B．100 m/s2C．1 000 m/s2　　D．10 000 m/s2解析：纽扣在转动过程中ω＝2πn＝100π rad/s，由向心加速度a＝ω2r≈1 000m/s2，故选C。
2．(2021·广东卷，4)由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　)A．P点的线速度大小不变B．P点的加速度方向不变C．Q点在竖直方向做匀速运动D．Q点在水平方向做匀速运动
3．(2020·新课标Ⅰ，16)如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(　　)A．200 N　　B．400 N　　　　C．600 N　　D．800 N
4．(2019·海南高考)如图，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO′的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为(　　)
5．(多选)(2019·江苏物理，6)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱(　　)B．线速度的大小为ωRC．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R