2023届高考物理一轮复习课件:第四讲 竖直面内的圆周运动
展开第4讲 竖直面内的圆周运动
2.轻杆模型(双圆轨模型)
[例1·轻绳模型] (2022·北京模拟)如图甲所示,小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v,此时绳子拉力大小为FT,拉力FT与速度的平方v2的关系如图乙所示,图像中的数据a和b以及重力加速度g都为已知量,以下说法正确的是( )
例4:(2022·三明模拟)(多选)如图所示,A是半径为r的圆形光滑轨道,固定在木板B上,竖直放置;B 的左右两侧各有一光滑挡板固定在地面上,使其不能左右运动,小球 C 静止放在轨道最低点,A、B、C 质量相等。现给小球一水平向右的初速度 v0,使小球在圆形轨道的内侧做圆周运动,为保证小球能通过轨道的最高点,且不会使 B 离开地面,初速度 v0必须满足(重力加速度为 g) ( )
思考:将轻杆的圆周模型放到光滑的斜面上会怎么样?
思考:将轻绳的圆周模型放到光滑的斜面上会怎么样?
[例4] (2022·重庆诊断)如图,有一倾斜的匀质圆盘(半径足够大),盘面与水平面的夹角为θ,绕过圆心并垂直于盘面的转轴以角速度ω匀速转动,有一物体(可视为质点)与盘面间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度为g。要使物体能与圆盘始终保持相对静止,则物体与转轴间最大距离为( )
[例5] 如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为L=0.8 m的轻杆,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2 kg的小球,沿斜面做圆周运动。取g=10 m/s2。若要小球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是( )
[例6] (多选)如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN自由转动从而实现调节其与水平面所成的倾角。板上有一根长为l=0.5 m的轻绳,一端系住一个质量为m=0.5 kg的小球,另一端固定在板上的O点。当平板倾角为α时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=2 m/s,g取10 m/s2,则( )A.若α=0°,则轻绳对小球的拉力大小为FT=4 NB.若α=90°,则小球相对于初始位置可上升的最 大高度为0.3 mC.小球能在平板上绕O点做完整的圆周运动, α必须满足的条件为sin α≤2/5D.小球能在平板上绕O点做完整的圆周运动,α必须满足的条件sinα≤4/15
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