高一物理04勻速圓周運動題型分析 學(xué)案

勻速圓周運動題型分析圖中所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r．b點在小輪上，到小輪中心的距離為r．c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑．則a、b、c、d的線速度之比；角速度之比；向心加速度之比。例2．如圖所示的靠輪傳動裝置中右輪半徑為2r，a為它邊緣上的一點，b為輪上的一點，b距軸為r。左側(cè)為一輪軸，大輪的半徑為4r，d為邊緣上的一點，小輪的半徑為r，c為邊緣上的一點。若傳動中靠輪不打滑，則A．b點與d點的線速度大小相等B．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等C．c點與b點的角速度大小相等D．a(chǎn)點與d點的向心加速度大小之比為1:8例3：圓錐擺。如圖，小球質(zhì)量為m，繩長為l，繩子與豎直成θ角，求此時小球在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的周期。例4：物體隨圓盤轉(zhuǎn)動如圖，物體隨圓盤轉(zhuǎn)動。設(shè)物體質(zhì)量為m，所在位置距圓盤中心為r處，物體與圓盤動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。要使物體相對圓盤不滑動，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件。例5、火車轉(zhuǎn)彎問題。鐵路彎道的內(nèi)外側(cè)鐵軌往往不在同一水平面上，質(zhì)量為M的火車，以恒定的速率在水平面內(nèi)沿一段半徑為r的圓弧道轉(zhuǎn)彎，如圖所示，已知內(nèi)外鐵軌的傾角為a。（1）車的速率v0為多大時，使車輪對鐵軌的側(cè)壓力正好為零?（2）如果火車的實際速率v≠v0，分析鐵軌對車輪的施力情況。例6．如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量為m=0.3kg的物體，M的中心與圓孔距離為0.2m，并知M和水平面的最大靜摩擦力為2N，現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動，要使m處于靜止?fàn)顟B(tài)，則ω取值為.例8．建筑工地上常使用打夯機(jī)夯實地基，如圖是其結(jié)構(gòu)原理圖。長為l的連桿（質(zhì)量可忽略）固定在輪盤A上，輪盤A和連桿固定在一起可一塊繞軸O旋轉(zhuǎn)，連桿另一端固定一質(zhì)量為m的鐵塊，電動機(jī)通過皮帶輪帶動輪盤A和連桿，可在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達(dá)到一定數(shù)值，可使質(zhì)量為M（不包括鐵塊的質(zhì)量m）的打夯機(jī)離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用。試分析連桿轉(zhuǎn)動的最小角速度。例9．如圖所示，質(zhì)量為m=0.1kg的小球和A、B兩根細(xì)繩相連，且兩繩固定在細(xì)桿的A、B兩點，其中A繩長l=2m，當(dāng)兩繩都拉直時，B兩繩和細(xì)桿的夾角θ1=300，θ2=450，g=10m/s2．求：當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)動的角速度在什么范圍內(nèi)，A、B兩繩始終繃緊？例11．如圖，測定氣體分子速率的裝置如圖，全部放在高真空容器中，AB是兩圓盤，繞一共同軸以相同角速度轉(zhuǎn)動，