第6章 圆周运动 章末整合提升6（课件）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【精讲精练】人教版

章 末 整 合 提 升 体系构建 01 分项提升 02 栏 目 体系构建 01 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 分项提升 02 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 谢谢观看 返回导航 章末整合提升 物理 必修 第二册(配RJ版) 一、圆锥摆模型及其拓展应用 　如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ＝30°，一条长为L的绳(质量不计)，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看成质点)，物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。 (1)当v＝ eq \r(\f(1,6)gL)时，求绳对物体的拉力大小； (2)当v＝ eq \r(\f(3,2)gL)时，求绳对物体的拉力大小。 [解析]　水平方向：FTsin θ－FNcos θ＝meq \f(v2,Lsin θ)① 竖直方向：FTcos θ＋FNsin θ＝mg② 联立①②两式解得：FN＝mgsin θ－meq \f(v2cos θ,Lsin θ)。 由上可看出当θ、L、m一定时，线速度v越大，支持力FN越小，当v满足一定条件，设v＝v0时，能使FN＝0，此时锥面与物体间恰好无相互作用，即mgsin θ－meq \f(v2cos θ,Lsin θ)＝0，得出：v＝ eq \r(\f(gLsin2 θ,cos θ))。 将θ＝30°代入上式得：v0＝ eq \r(\f(\r(3)gL,6))。 (1)当v1＝ eq \r(\f(1,6)gL)＜v0时，物体在锥面上运动， 联立①②两式解得 FT1＝mgcos θ＋meq \f(v\o\al(2,1),L)＝eq \f(\r(3),2)mg＋eq \f(1,6)mg≈1.03mg。 (2)当v2＝ eq \r(\f(3,2)gL)＞v0时，物体已离开锥面，但仍绕轴线做水平面内的匀速圆周运动，设此时绳与轴线间的夹角为α(α＞θ)，物体仅受重力和拉力作用，这时 FT2sin α＝meq \f(v\o\al(2,2),Lsin α)③ FT2cos α＝mg④ 联立③④两式解得：cos α＝eq \f(1,2)，所以α＝60°。 FT2＝eq \f(mg,cos α)＝2mg。 [答案]　(1)1.03mg　(2)2mg 二、圆周运动中的临界问题 　(多选)用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是(　　) A．小球通过最高点时，绳子张力可以为0 B．小球通过最高点时的最小速度为0 C．小球刚好通过最高点时的速度是eq \r(gR) D．小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反 [解析]　设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得 mg＋FT＝meq \f(v2,R)。 当FT＝0时，v＝eq \r(gR)，故选项A正确； 当v＜eq \r(gR)时，FT＜0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项B、D错误； 当v＞eq \r(gR)时，FT＞0， 小球能沿圆弧通过最高点。可见， v≥eq \r(gR)是小球能沿圆弧通过最高点的条件。故选项C正确。 [答案]　AC 　(多选)如图所示的玩具装置，在光滑水平圆台的中轴上O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l＝0.5 m，细绳的一端连接一个小木箱，此时细绳与转轴间的夹角为θ＝37°，且处于恰好伸直的状态。已知小木箱的质量为m＝0.5 kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。在可调速电动机的带动下，让水平圆台从静止开始缓慢加速运动，则下列说