第二章 习题课 圆周运动的运动分析(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）

习题课　圆周运动的运动分析 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 课堂 重点探究 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 竖直平面内的圆周运动 [思维深化] 1．轻绳和轻杆模型概述 在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类．一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道的“过山车”等)，称为“轻绳模型”；二是有支撑(如球与杆连接，小球在弯管内运动等)，称为“轻杆模型”． 要点 1 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 2．两类模型对比 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直平面内做圆周运动．如图所示，杯内水的质量m＝0.5 kg，绳子总长l＝120 cm.求： (1)在最高点水不流出的最小速率． (2)水在最高点速率v＝3 m/s时，其对杯底的压力大小． [思路点拨]　解答本题应把握以下两点： (1)水在最高点不流出的受力条件． (2)水和杯子做圆周运动的向心力来源． 例 1 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 【答案】　(1)2.42 m/s　(2)2.6 N 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 三步分析竖直平面内的圆周运动 (1)确定圆周运动的类型：是绳模型还是杆模型． (2)确定物体过最高点的临界条件． (3)分析物体受力情况，根据牛顿第二定律及向心力的公式列式求解． 规律 方法 * 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 [针对训练] 1.如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是(　　) A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来 B．人在最高点时对座位不可能产生压力 C．人在最低点时对座位的压力等于mg D．人在最低点时对座位的压力大于mg D 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 2.长度为L＝0.4 m的轻质细杆OA，A端连有一质量为m＝2 kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是1 m/s，取g＝10 m/s2，则此时细杆对小球的作用力为(　　) A．15 N，方向向上 B．15 N，方向向下 C．5 N，方向向上 D．5 N，方向向下 A 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 圆周运动中的临界问题 [思维深化] 1．当物体从某种特性变化为另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态，通常叫作临界状态．出现临界状态时，既可理解为“恰好出现”，也可理解为“恰好不出现”． 2．确定临界状态的常用方法 (1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象显露，达到尽快求解的目的． (2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题． 要点 2 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 3．常见类型 (1)绳的拉力达到最大或为零． (2)物体开始滑动时静摩擦力达到最大． (3)物体脱离接触面时压力为零． 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 例 2 如图所示，两绳系一质量为m＝0.1 kg的小球，上面绳长 L＝2 m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°，问球的角速度 在什么范围内，两绳始终伸直？ 【解析】　两绳都张紧时，小球受力如图所示，当ω由0逐渐增大时，ω可能出现两个临界值． (1)BC恰好拉直，但T2仍然为零，设此时的角速度为ω1，则有 Fx＝T1sin 30°＝mωLsin 30°， Fy＝T1cos 30°－mg＝0， 联立解得ω1≈2.40 rad/s. 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 【答案】　2.40 rad/s≤ω≤3.16 rad/s 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 课堂 巩固训练 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探究 课堂 巩固训练 AC 1 课时作业·规范训练 课堂 重点探