圆周运动一体化讲义(2)
发布时间:2021-06-06
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【重难点突破】
1、皮带传动装置和同轴转动装置上各点的线速度、角速度、向心加速度、向心力的关系: 【例题1】如图所示的皮带传动装置,主动轴O1上有两上半径分别为R和r的轮,O2上的轮半径为r',已知R=2r,R=
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r′,设皮带不打滑,则ωA∶ω∶ωC= ,vA∶2
vB∶vC= ,anA:anB:anC ,FnA:FnB:FnC 。 点评:解答此类问题时应熟记:绕同一轴转动 的物体上各点的________相同,不打滑的皮带传动 或齿轮传动的两轮边缘上各点的___________相等。 2、向心力的来源问题
向心力是根据力的作用效果来命名的力,可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是各力的合力,或某个力的分力,明确向心力的来源是解决圆周运动的关键。 【例题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。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( ) A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了 C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变 点评:对物体进行正确的受力分析,确定向心力的来源是解决圆周运动问题的关键。 3、水平面内的匀速圆周运动问题
当物体做匀速圆周运动时,合力等于向心力。因此,分析求解匀速圆周运动问题时,首先应对物体受力分析,明确合力与其它力的关系;其次要明确轨迹半径;最后由
v2 2
Fn man m r m mr 将已知量和未知量联系起来求解问题。
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2
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【例题3】如图所示,质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点,当杆在光滑
的水平面上绕O点匀速转动时,如图所示,求杆的OA段及AB段对小球的拉力之比。
4、竖直平面内的圆周运动问题
物体在竖直平面内做圆周运动时,主要分析最高点和低点两个位置,其中过最高点时的速度v
gr ,常称为临界速度。它往往是解决问题的突破口,其物理意义在不同过程中
是不同的。竖直平面内的圆周运动,按运动轨道的类型,可分为无支撑(如球与绳连结、沿内轨道的“过山车”)和有支撑(如球与杆连接、车过拱形桥、小球沿圆形管运动)两种.前者因无支撑,在最高点物体受到的重力和弹力的方向都向下,后者因有支撑,在最高点时弹力的方向可能向上,亦可能向下。当过最高点的速度为v 的弹力均为零。
gr时,此时,两种情况对应