2020年高考物理一輪復習 第4章 曲線運動 第20講 水平面內(nèi)的圓周運動學案（含解析）.doc
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第20講 水平面內(nèi)的圓周運動 考點一 圓錐擺類圓周運動 1．向心力的來源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力。 2．幾種典型運動模型 運動模型 向心力的來源圖示 飛機水平轉(zhuǎn)彎 火車轉(zhuǎn)彎 圓錐擺 飛車走壁 汽車在傾斜路面轉(zhuǎn)彎 3．“一、二、三、四”求解圓周運動問題 如圖所示，用一根長為l＝1 m的細線，一端系一質(zhì)量為m＝1 kg的小球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角θ＝37，當小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為ω時，細線的張力為FT(sin37＝0.6，cos37＝0.8, g取10 m/s2，結果可用根式表示)。求： (1)若要小球離開錐面，則小球的角速度ω0至少為多大？ (2)若細線與豎直方向的夾角為60，則小球的角速度ω′為多大？ 解析 (1)若要小球剛好離開錐面，則小球受到重力和細線拉力，如圖所示。 小球做勻速圓周運動的軌跡圓在水平面上，故向心力水平，在水平方向運用牛頓第二定律及向心力公式得mgtanθ＝mωlsinθ 解得ω＝ 即ω0＝ ＝ rad/s。 (2)同理，當細線與豎直方向成60角時，由牛頓第二定律及向心力公式得mgtanα＝mω′2lsinα 解得ω′2＝ 即ω′＝ ＝2 rad/s。 答案 (1) rad/s (2)2 rad/s 方法感悟 (1)圓錐擺類圓周運動問題，關鍵是確定軌道圓心、半徑及有關物理量，然后再對物體進行受力分析求解。 (2)當轉(zhuǎn)速變化時，往往會出現(xiàn)一些臨界狀況，如繩子松弛或拉緊，繩子突然斷裂，物體脫離接觸面，摩擦力方向改變、達到極值，彈簧的彈力大小或方向發(fā)生變化等，要仔細分析。 1. (多選)如圖所示，在固定的圓錐形漏斗的光滑內(nèi)壁上，有兩個小球A和B，質(zhì)量分別為mA和mB，它們分別緊貼漏斗的內(nèi)壁在不同的水平面上做勻速圓周運動。則以下敘述正確的是( ) A．只有當mA
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