浙江专版2019版高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第3课时生活中的圆周运动学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 第 3 课时 生活中的圆周运动 一、离心运动 1.定义:做匀速圆周运动的物体 , 在所受的合外力突然消失或不足以提供圆周运动 所需向心力 的情况下 , 就做逐渐远离圆心的运动 , 即离心运动。 2.受力特点 当 F 供 m 2r 时 , 物体做匀速圆周运动; 当 F 供 0 时 ,物体沿 切线方向 飞出; 当 F 供 gr时 , FN指向圆心并随 v 的增大而增大 【 精品教育资源文库 】 典例剖析 【例 1】 如图所示 , 过山车的轨道可视为竖直平面内半径为 R 的圆轨道。质量为 m 的游客随过山车一起运动 , 当游客以速度 v 经过圆轨道的最高点时 ( ) A
2、.处于超重状态 B.向心加速 度方向竖直向下 C.速度 v 的大小一定为 gR D.座位对游客的作用力为 mv2R 解析 游客经过最高点时 , 加速度方向竖直向下 , 处于失重状态 , A 错误 , B 正确;由牛顿第二定律得 FN mg mv2R, 分析知 C、 D 错误。 答案 B 【例 2】 一轻杆一端固定质量为 m 的小球 , 以另一端 O 为圆心 , 使小球在竖直面内做半径为 R 的圆周运动 , 如图所示 , 则下列说法正确的是 ( ) A.小球过最高点时 , 杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是 gR C.小球过最高点时 , 杆对球的作用力一定随速度增大 而增大
3、D.小球过最高点时 , 杆对球的作用力一定随速度增大而减小 解析 轻杆可对小球产生向上的支持力 , 小球经过最 高点的速度可以为零 , 当小球过最高点的速度 v gR时 , 杆所受的弹力等于零 , A 正确 , B 错误;若 v gR, 则杆在最高点对小球的弹力竖直向下 , mg F mv2R, 随 v 增大 , F 增大 , 故 C、 D 均错误。 答案 A 【 精品教育资源文库 】 【方法总结】 竖直面内圆 周运动类问题的解题技巧 (1)定模型:首先判断是绳模型还是杆模型 , 两种模型过最高点的临界条件不同。 (2)确定临界点:抓住绳模型中最高点 v gR及杆模型中 v 0 这两个临界条
4、件。 (3)研究状态:通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况。 (4)受力分析:对物体在最高点或最低点时进行受力分析 , 根据牛顿第二定律列出方程 F 合 F 向 。 (5)过程分析:应用动能定理或机械能守恒 定律将初、末两个状态联系起来列方程。 针对训练 1.游客乘坐过山车 , 在圆弧轨道最低点处获得的向心加速 度达到 20 m/s2, g 取 10 m/s2。那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的 ( ) A.1 倍 B.2 倍 C.3 倍 D.4 倍 解析 游客乘过山车在圆弧轨道最低点的受力如图所示。由牛顿第二定律得 FN mg man, 则 FN mg 2m
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