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圓周運(yùn)動解題方法指導(dǎo)

2018-12-10 02:35孫福如
新高考·高一物理 2018年8期
關(guān)鍵詞:列方程纜繩向心力

孫福如

一、有關(guān)描述圓周運(yùn)動的基本物理量問題

這里涉及的基本物理量有線速度、角速度、周期、頻率、向心加速度和向心力.其中線速度V、角速度ω、周期T的關(guān)系是:v=ωr=2πr/T.角速度、周期、頻率三個(gè)量中,任一個(gè)量確定,其余兩個(gè)量也就確定,但v還和r有關(guān).還有兩個(gè)結(jié)論:(1)固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點(diǎn)角速度相同;(2)不打滑的摩擦傳動和皮帶(或齒輪)傳動的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等.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(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力.

例2 如圖2所示,“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅4、B質(zhì)量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上.不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí),下列說法正確的是( ? ?)

A.A的速度比B的大

B.A與B的向心加速度大小相等

C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等

D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小

例3 如圖6所示,在雜技表演“水流星”中,細(xì)繩兩端系有裝水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,水的質(zhì)量m=0.5 kg,水到轉(zhuǎn)動軸的距離1=0.8 m.求:(取g=10 m/s2

在處理豎直平面內(nèi)的網(wǎng)周運(yùn)動問題時(shí),首先必須弄清楚是什么模型,然后進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析,列方程求解.不同模型,在最高點(diǎn)時(shí)的臨界速度不同,物體的受力情況也可能不同,但不論哪種模型在最低點(diǎn)時(shí)的處理方法相同.

四、圓周運(yùn)動的應(yīng)用問題

點(diǎn)評 本題以電場中的圓周運(yùn)動為背景,物理信息含量大,要求學(xué)生會將實(shí)際問題抽象成理想的物理模型,會用數(shù)學(xué)知識處理物理問題.在解決問題時(shí),需要學(xué)生立足于基礎(chǔ)知識、基本方法的掌握,比如受力分析、建立坐標(biāo)系等良好的習(xí)慣,根據(jù)受力分析列方程.規(guī)范寫好原始公式,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙㈩}中相關(guān)物理量代入,也是正確地解決問題的關(guān)鍵.

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