圆周运动专题《圆周运动中的临界问题》.doc

圆周运动专题(一)圆周运动中的临界问题教学目的:理解圆周运动中的动力学特征;掌握圆周运动中临界问题的分析方法和解题;培养学生正确分析物理过程、建立正确的物理模型的能力。文档来自于网络搜索教学重点:有关圆周运动中临界问题的分析教学过程:描述圆周运动的物理量线速度角速度周期和频率向心加速度,线速度、角速度、周期和频率、向心加速度的关系解圆周运动的运动学问题关键在于熟练掌握各物理量间的关系圆周运动中的向心力作用效果:产生向心加速度,以不断改变物体的速度方向,维持物体做圆周运动。大小:产生:向心力是按效果来命名的,不是某种性质的力,因此,向心力可以由某一力提供,也可以由几个力的合力提供或是某一个力的分力提供,要根据物体受力的实际情况判定。文档来自于网络搜索特点:匀速圆周运动:由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变,故只存在向心加速度,物体受到外力的合力就是向心力。可见,合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心,是物体做匀速圆周运动的条件。文档来自于网络搜索变速圆周运动:速度大小发生变化,向心加速度和向心力大小都会发生变化,求物体在某一点受到的向心力时,应使用该点的瞬时速度。在变速圆周运动中,合外力不仅大小随时改变,其方向也不沿半径指向圆心。合外力沿半径方向的分力提供向心力,使物体产生向心加速度,改变速度的方向,合外力沿轨道切线方向的分力,使物体产生切向加速度,改变速度的大小。文档来自于网络搜索物体做圆周运动的条件,是提供的向心力(沿半径方向的合力)等于需要的向心力(F供=F需)。当F供>F需时物体做近心运动,当F供< 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则(   )=ωr,可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍。,可知卫星运动的线速度将减小到原来的/2倍答案CD圆周运动的临界问题:水平面内的圆周运动的临界问题:Mrm例2:如图所示细绳一端系着质量为M=,静止在水平面上,另一端通过光滑小孔吊着质量为m=,M的重心与圆孔距离为r=,并知M和小平面的最大静摩擦力为Fm=2N。现使此平面绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围内m处于静止状态?(g=10m/s2)文档来自于网络搜索解析:设物体M和水平面保持相对静止,当ω具有最小值时,M有向着圆心O运动的趋势,故水平面对M的摩擦力方向背离圆心向外,且等于最大静摩擦力。文档来自于网络搜索对于M:由牛顿第二定律得:代入数据得:当ω具有最大值时,M有离开圆心的趋势,水平面对M摩擦力的方向指向圆心,由牛顿第二定律得:代入数据得:故ω的范围是解题小结:本题用极限法,通过分析两个极端(临界)状态,来确定变化范围,是求解“范围类”问题的基本思路和方法。提供的向心力(沿半径方向的合力)等于需要的向心力(F供=F需)时,物体做圆周运动。当F供>F需时物体做近心运动,当F供<F需时物体做离心运动,这是分析临界问题的关键。文档来自于网络搜索拓展:若M带电量为q,水平面上有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,则情况如何?思考::用长L=,一端系着质量M=1kg的小球,另一端挂在固定点上。现有一颗质量m=