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2019-2020年高中物理 5.8《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》教案 新人教版必修2 解題基本思路： 1.確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與半徑，找出圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力； 2.對(duì)物體受力分析，沿切向和法向建立坐標(biāo)系將力分解，法向合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力； 3．列； 4．解方程。 例1．如右圖a、b、c三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，最大靜摩擦力均為重力的μ倍；a的質(zhì)量為2m，b、c質(zhì)量均為m，a、b離軸距離為R，c離軸距離為2R，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，若a、b、c均沒滑動(dòng)。則(　　　) A.C的向心加速度最大　　　　　　　　　B.b物體受到的摩擦力最小 C.若轉(zhuǎn)速增大時(shí)，c比b光滑動(dòng)　　　　　D.若轉(zhuǎn)速增大時(shí)，b比a先滑動(dòng) 例2．在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為θ，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，θ應(yīng)等于多少？（用反三角函數(shù)表示） 例3．一只半球殼，半徑為R，截口水平?，F(xiàn)有一物體A質(zhì)量為m，位于半球面內(nèi)側(cè)，隨半球面一起繞對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。(1)若A與球面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體剛好能貼在截口附近，這時(shí)球殼轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大？(2)若不考慮摩擦，則球殼以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體A位于半球面內(nèi)側(cè)什么地方？ θ ω 例4．如圖所示，在光滑的圓錐頂端，用長(zhǎng)l＝2m的細(xì)繩懸一質(zhì)量m＝1㎏的小球，圓錐頂角為2θ＝74。求：（1）當(dāng)小球以ω＝1rad/s的角速度繞圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力。（2）當(dāng)小球以ω＝5rad/s的角速度繞圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力。 例5．長(zhǎng)為0.5m的輕桿（不計(jì)質(zhì)量），OA繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，A端連著一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的小球。求在下述的兩種情況下，通過最高點(diǎn)時(shí)物體對(duì)桿的作用力的大小和方向。（1）桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2.0；(2)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為1.0r/s；(3)若桿改成繩，將會(huì)怎樣? 例6．飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做半徑為400m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率是150m／s，飛行員的質(zhì)量為80kg，取g＝10m/s2，求（1）飛機(jī)在軌道最高點(diǎn)飛行員頭朝下時(shí)，座椅對(duì)飛行員壓力的大小及方向；（2）飛機(jī)在最低點(diǎn)飛行員頭朝上時(shí)，飛行員對(duì)座椅的壓力大小及方向。 例7．一輛質(zhì)量m＝2.0t的小轎車，駛過半徑R＝90m的一段圓弧形橋面。求：(1)若橋面為凹形，汽車以20m/s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面壓力是多大？(2)若橋面為凸形，汽車以10m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大？(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒有壓力？（g＝10m/s2） 例8．甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，m甲＝80㎏，m乙＝40㎏，面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演，如圖所示，兩人相距0.9m彈簧秤的示數(shù)為9.2N，下列判斷中正確的是 A．兩人的線速度相同，約為40m/s B．兩人的角速度相同，為6rad/s C．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45m D．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6m 例9．質(zhì)量為m的小物體放在離地高度為H的旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)的邊緣，如圖所示，圓臺(tái)的半徑為R，物體與圓臺(tái)間的最大靜摩擦力為fm。當(dāng)圓臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度增大到某一值時(shí)，小物體將從圓臺(tái)上滑出。求（1）小物體滑離圓臺(tái)時(shí)的線速度；（2）小物體落地點(diǎn)與圓臺(tái)中心間的水平距離。 例10．如圖所示，滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止出發(fā)到B點(diǎn)時(shí)撤去外力，又沿豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好通過軌道最高點(diǎn)C，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點(diǎn)A，試求滑塊在AB段運(yùn)動(dòng)過程中的加速度。 例11．一質(zhì)量為m的金屬小球用長(zhǎng)L的細(xì)線拴起，固定在一點(diǎn)O，然后將線拉至水平，在懸點(diǎn)O的正下方某處P釘一光滑釘子，如圖所示，為使懸線從水平釋放碰釘后小球仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則OP的最小距離是多少？（取g＝10m/s2）