第二章 章末总结（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（粤教版必修2）

第二章　 章末总结 内容索引 Ⅱ 重点知识探究 Ⅰ知识网络构建 知识网络构建 Ⅰ 圆周运动 匀速圆周运动 描述匀速圆周运动的物理量 线速度v＝ ，角速度ω＝ 周期T＝ ，转速n＝ 关系v＝rω 动力学规律 向心加速度a＝ ＝_____ 向心力F＝m ＝______ a和F的大小不变，方向时刻改变， 是变速曲线运动 rω2 mrω2 圆周运动 变速圆周运动 特点：v、a、F的大小和方向均时刻改变，是变加速 运动 竖直面内圆周运动最高点的临界速度 离心运动 定义：做圆周运动的物体，合力突然消失或不足以提供 圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心 的运动 绳：v0＝____ 杆：v0＝0 应用 防护 Ⅱ 重点知识探究 一、圆周运动的动力学问题 例1　一根长为L＝2.5 m的轻绳两端分别固定在一根竖直棒上的A、B两点，一个质量为m＝0.6 kg的光滑小圆环C套在绳子上，如图1所示，当竖直棒以一定的角速度转动时，圆环以B为圆心在水平面上做匀速圆周运动，(θ＝37°，g＝10 m/s2)则： (1)此时轻绳上的张力大小等于多少？ 图1 答案　10 N　 解析 答案 解析　对圆环受力分析如图 圆环在竖直方向所受合外力为零， (2)竖直棒转动的角速度为多大？ 解析 答案 解析　圆环C在水平面内做匀速圆周运动， 由于圆环光滑，所以圆环两端绳的拉力大小相等. BC段绳水平时，圆环C做圆周运动的半径r＝BC， 则：Fcos θ＋F＝mrω2， 针对训练1　如图2所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止.则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是 A.Q受到桌面的静摩擦力变大 B.Q受到桌面的支持力变大 C.小球P运动的角速度变小 D.小球P运动的周期变大 解析 答案 √ 图2 解析　金属块Q保持在桌面上静止，对金属块和小球研究，竖直方向上没有加速度，根据平衡条件得知，Q受到桌面的支持力等于两个物体的总重力，保持不变，故B错误. 设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L.P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图， 则得到细线拉力T增大，角速度增大，周期T减小. 对Q，由平衡条件知，f＝Tsin θ＝mgtan θ，知Q受到桌面的静摩擦力变大，故A正确，C、D错误.故选A. 1.临界状态：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，通常叫做临界状态，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.轻绳类：轻绳拴球在竖直面内做圆周运动，过最高点时，临界速度为v＝ ，此时F绳＝0. 二、圆周运动中的临界问题 3.轻杆类： (1)小球能过最高点的临界条件：v＝0； 图3 图4 例2　如图5所示，AB为半径为R的光滑金属导轨(导轨厚度不计)，a、b为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点)，要使小球不脱离导轨，则a、b在导轨最高点的速度va、vb应满足什么条件？ 解析 答案 图5 解析　对a球在最高点，由牛顿第二定律得： 要使a球不脱离轨道， 则Na＞0 ② 对b球在最高点，由牛顿第二定律得： 要使b球不脱离轨道，则Nb＞0 ④ 针对训练2　如图6所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为R时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零)，物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍，求： 解析 答案 图6 答案　0　 解析　设角速度为ω0时绳刚好被拉直且绳中张力为零， 则由题意有： ω1<ω0，物块所受静摩擦力足以提供物块随转盘做圆周运动所需向心力 ③ 即：T1＝0 ④ ω2>ω0，物块所受最大静摩擦力不足以提供物块随转盘做圆周运动所需向心力 ⑤ 解析 答案 三、圆周运动与平抛运动结合的问题 例3　如图7所示，一水平轨道与一竖直半圆轨道相接，半圆轨道半径为R＝1.6 m，小球沿水平轨道进入半圆轨道，恰能从半圆轨道顶端水平射出. (g取10 m/s2)求： 图7 (1)小球射出后在水平轨道上的落点与出射点的水平距离； 答案　3.2 m　 解析 答案 解析　因为小球恰能从半圆轨道顶端水平射出， 水平射出后小球做平抛运动，则有： 水平方向：s＝v0t 所以解得s＝3.2 m (2)小球落到水平轨道上时的速度大小. 解析　因为：vy＝gt＝8 m/s 解析 答案 例4　如图8所示，一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小