约3800字。
2010高考物理精品讲练系列学案:圆周运动向心力公式的应用
要点一火车转弯问题的力学分析
即学即用
1.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为α=37°,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10 m/s2.求:
(1)当火车的速度为v1=10 m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何?
(2)当火车的速度为v2=20 m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何?
答案(1)×106 N沿斜面向上 (2)4.7×105 N沿斜面向下
要点二竖直平面内的圆周运动
即学即用
2.如图所示,轻杆长1 m,其两端各连接质量为1 kg的小球,杆可绕距B端0.2 m的轴O在竖直平面内自由转动,轻杆从静止由水平转至竖直方向,A球在最低点时的速度为4 m/s.(g取10 m/s2)求:
(1)A球此时对杆的作用力大小及方向.
(2)B球此时对杆的作用力大小及方向.
答案(1)30 N,向下(2)5 N,向下
题型1有关摩擦力的临界问题
【例1】如图所示的装置中,在水平转台上开有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端拴质量为M的物体,另一端连接质量为m的物体.已知O与物体M间的距离为r,物体M与转台一起做匀速圆周运动,设最大静摩擦力为fm(fm<mg).求使M不发生相对滑动,转台做匀速圆周运动时转动角速度可能的范围.
答案≤ω≤
题型2物理最高点和几何最高点问题
【例2】如图所示,在O点系长度为L的细线,线的另一端系质量为m、电荷量为+q的带电小球,小球可绕O点在竖直平面内转动.空间存在水平向右的匀强电场,若电场力大小是重力的倍.在最低点至少使小球获得多大的速度可使物体在竖直平面内绕O点转动?
答案
题型3情景建模
【例3】如图所示,在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图象如图,g取10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿轨道运动,x的最大值为多少?
答案(1)0.1 kg(2)15 m
1.在实际修筑铁路时,要根据弯道半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,如果火车按规定的速率转弯,内、外轨与车轮之间没有侧压力,那么火车以小于规定的速率转弯,则 ()
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