圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)例析

江蘇省射陽(yáng)縣第二中學(xué)(224300)

陳玉嶺●

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圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)例析

江蘇省射陽(yáng)縣第二中學(xué)(224300)

陳玉嶺●

圓周運(yùn)動(dòng)是高考物理的核心考點(diǎn)之一，涉及多個(gè)物理模型，很容易和其他力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系到一起.從近年的高考題來(lái)看，高考對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)的考查總是不斷推陳出新，千變?nèi)f化.這就需要總結(jié)歸納，對(duì)常出現(xiàn)的物理模型進(jìn)行針對(duì)練習(xí)，掌握解決各類(lèi)圓周運(yùn)動(dòng)的一般方法和技巧.本文針對(duì)水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和皮帶傳送問(wèn)題作剖析，希望對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有所幫助.

一、水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般考查的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要注意勻速圓周運(yùn)動(dòng)并不是速度不變，速度的方向不斷變化，只是大小不變.圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度改變速度的方向，切線加速度改變速度的大小.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的向心力一定是指向圓心的，切線方向合力為零.

例1 如圖1所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，只要給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，則下列說(shuō)法正確的是( )

A.小球受重力、繩的拉力和向心力作用

B.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)

C.θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大

D.θ越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大

圖1 圖2

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，正確求得向心力的大小并根據(jù)向心力求得圓周運(yùn)動(dòng)的其他物理量是解題的關(guān)鍵.對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)要注意，向心力不屬于物體所受的外力，而是物理所受外力提供.

二、豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)

豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是高考中常出現(xiàn)的題型，主要有細(xì)繩拉球、管內(nèi)轉(zhuǎn)球、輕桿拉球三種情況，每種情況對(duì)應(yīng)的做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，學(xué)生要熟練掌握幾種情況對(duì)應(yīng)的物體運(yùn)動(dòng)狀況，尤其是最高最低點(diǎn)處的受力分析.

圖3

例2 如圖3所示，小球m用長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸線固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方L/2處有一個(gè)光滑釘子C，將小球拉到懸線成水平后無(wú)處速度地釋放，當(dāng)懸線成豎直狀態(tài)且與釘子相碰時(shí)( ).

A.小球的線速度突然增大

B.小球的角速度突然增大

C.小球的向心加速度突然增大

D.懸線的拉力突然增大

點(diǎn)評(píng) 解答本題的突破口為小球的線速度不突變，再結(jié)合角速度、向心加速度和圓周運(yùn)動(dòng)公式，不難得出其他個(gè)物理量的大小變化.

三、多輪傳動(dòng)

解決多輪傳動(dòng)問(wèn)題要抓住兩點(diǎn)：一是同一轉(zhuǎn)軸上的各點(diǎn)的角速度相等，二是接觸傳動(dòng)或者與同一皮帶相接觸的各點(diǎn)線速度相等.再結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的公式，即可得到各轉(zhuǎn)輪的加速度、角速度、線速度等物理量的大小關(guān)系.

圖4

例3 如圖4所示，兩個(gè)用相同材料制成的靠摩擦傳動(dòng)的輪A和B水平放置，兩輪半徑RA=2RB，當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上.若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對(duì)B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為( )

點(diǎn)評(píng) 本題將多輪傳送與最大靜摩擦力知識(shí)點(diǎn)結(jié)合考查，只要明白“恰好靜止”所表示的含義是最大靜摩擦力提供向心力，問(wèn)題就會(huì)迎刃而解.

從上面的討論可以看出，圓周運(yùn)動(dòng)題目千變?nèi)f化，并不是毫無(wú)規(guī)律可循.學(xué)生要抓住圓周運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和特點(diǎn)，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要注意解題方法的積累.熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)涉及的各物理量之間的關(guān)系，找出解題規(guī)律，并在解題中不斷鞏固.

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