内容正文:
人教版 必修第二册
第六章 圆周运动
章末复习
知识清单
必备知识
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知识清单
3
知识清单
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一、圆周运动中的运动学分析
圆周运动的运动学问题
1.对公式v=ωr的进一步理解
当r一定时,v与ω成正比;
当ω一定时,v与r成正比;
当v一定时,ω与r成反比。
在v一定时,a与r成反比;在ω一定时,a与r成正比。
特别提醒
A.A点和B点的线速度大小之比为1∶1
B.A点和B点的角速度之比为1∶1
C.A点和B点的角速度之比为3∶1
D.以上三个选项只有一个是正确的
【例题1】在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6,当齿轮转动的时候,小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点( )
【解析】 题图中三个齿轮边缘线速度大小相等,A点和B点的线速度大小之比为1∶1,由v=ωr可得,线速度大小一定时,角速度与半径成反比,A点和B点角速度之比为3∶1,选项A、C正确,B、D错误。
【答案】 AC
二、圆周运动中的动力学问题
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【例题2】某游乐场有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看作一个质点,则可简化为如图所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动。设绳长l=10 m,人和座椅的质量m=60 kg,转盘静止时座椅与转轴之间的距离d=4 m。转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°(不计空气阻力及绳重,绳不可伸长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)。求质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳的拉力大小。
【解析】 质点做圆周运动的半径R=d+lsin θ=10 m①
求质点做匀速圆周运动的角速度及所受拉力,可以通过以下两种方法:
法一 合成法
质点受力分析如图甲,将质点所受拉力和重力合成,合力提供向心力
法二 正交分解法
将质点所受拉力和重力沿水平方向和竖直方向分解,如图乙
在竖直方向上FTcos θ=mg④
在水平方向上FTsin θ=mRω2⑤
三、竖直平面内圆周运动临界问题
常见模型
物理情景 最高点无支撑 最高点有支撑
实例 球与绳连接、水流星、沿内轨道运动的“过山车”等 球与杆连接、球在光滑管道中运动等
图示