5.3 圆 周 运 动
一、 描述圆周运动的物理量及其关系
s
1. 线速度; v = 单位矢量,方向t θ
2. 角速度:ω==矢量,方向不要求
t 2π
3. 周 期:T = 单位
ω1
4. 频 率:f = 单位T
5. 转 速:n 单位 ω=2πf =2πn
v 2
6. 向心加速度:a n =r
7. 向心力:F n =(1)效果力:可由一个力承担,也可以是多个力的合力
(2)向心力(向心加速度)只改变速度的方向,不改变速度的大小,故不作功 1. 关于匀速圆周运动的说法,正确的是 ( )
A .匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度
B .做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度 C .做匀速圆周运动的物体,加速度的大小、方向保持不变,所以是匀变速曲线运动
D .匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,而是匀变速运动
2.如图装置中,三个轮的半径分别为r 、2r 、4r ,b 点到圆心的距离为r ,求图中a 、b 、c 、d 各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。
3小球在水平面内做匀速圆周运动,物块随圆筒绕轴匀速转动,求角速度大小。
m
m
4. 如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是
A. vA >vB B. ωA >ωB
C. aA >aB D. 压力N A >NB
5. 长度不同的两根细绳悬于同一点,另一端各系一个质量相同的小球,使它们在同一水平面内做圆锥摆运动,如图所示,则有关两个圆锥摆的物理量相同的是( )
A .周期
C .向心力
B .线速度的大小 D .绳的拉力
6如图所示,在电机距轴O 为r 的处固定一质量为m 的铁块,电机启动后,铁块以角速度ω绕O 轴匀速转动,则电机对地面最大压力和最小压力之差为( )
A.2mω2 r B.mω2 r
C.mg+2mω2 r D.2mg+2mω2r
三、 匀速圆周运动与一般圆周运动的区别
1. 匀速圆周运动:
(1)速率不变,速度方向时刻改变 (2) 提供向心力, (3)加速度a =a n 2. 一般圆周运动:
(1)速率改变,速度方向时刻改变
(2) 提供向心力,另一部分改变 (3)加速度a =
a n +a τ
22
7.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内槽做圆周运动,则关于小球加速度方向正确的是 ( ) A .一定指向圆心 B.一定不指向圆心
C .只在最高点和最低点处指向圆心D .不能确定是否指向圆心
8. 如图所示,物块P 置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c 沿半径指向圆心,a 与c 垂直,下列说法正确的是( )
A .当转盘匀速转动时,P 受摩擦力方向为a 方向 B .当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向可能为b 方向 C .当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向可能为c 方向 D .当转盘减速转动时,P 受摩擦力方向可能为d 方向
9. 用一绝缘轻绳悬挂一个带电小球质量为m ,所带电荷量为q (正电荷),在最低点给小球一个初速度v 0, 保证小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,试问 (1)小球所作的圆周运动是不是匀速圆周?
(2)若能在此空间内加一匀强电场,小球能否在竖直平面内做匀速圆周运动,若能,试求所加电场的方向和大小?
三、竖直面的圆周运动的临界问题
(1)“绳——球”系统(“杆——球”系统) ①最高点
方程 ②最低点
方程 (2)“轨 道”系统:
①单轨: 分析时可类比与“绳—球”系统 ②双轨:分析时可类比与“杆—球”系统
10. 用一长为l 的轻绳系一个小球在竖直面内做圆周运动,请填空:
(1
)若V A =
gl 则此位置绳上的拉力T A
=
(2)若在B 点绳上的拉力T B =6mg ,则V B =
11. 小球A 质量为m . 固定在长为L 的轻细直杆一端, 并随杆一起绕杆的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动. 请填空
(1)若小球经过最高位置时, 杆对球的作用力为支持力, 大小等于球的重力的. 则
4
球的速度大小
3
(2)当小球经过最低点时速度为gL ,杆对球的作用力的大小 ,球的向心加速度大小 如下图所示,质量为m 的小球自由下落高度为R 后沿竖直平面内的轨道ABC 运动。AB 是半径为R 的1/4粗糙圆弧,BC 是直径为R 的光滑半圆弧,小球运动到C 时对轨道的压力恰为零。B 是轨道最低点。求: (1)小球在AB 弧上运动时,摩擦力对小球做的功 (2)小球经B 点前、后瞬间对轨道的压力之比
12 . 如图甲所示,一轻杆一端固定在O 点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为N ,小球在最高点的速度大小为v ,N -下列说法正确的是( )
图像如乙图所示。
A .当地的重力加速度大小为
B .小球的质量为C .D .若
时,杆对小球弹力方向向上 ,则杆对小球弹力大小为
13. 如图所示光滑管形圆轨道半径为R (管径远小于R )固定,小球a 、b 大小相同,质量相同,均为m ,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v 通过轨道最低点,且当小球a 在最低点时,小球b 在最高点,以下说法正确的是( ) A .速度v 至少为 B .当v =
,才能使两球在管内做圆周运动
时,小球b 在轨道最高点对轨道无压力
C .当小球b 在最高点对轨道无压力时,小球a 比小球b 所需向心力大5mg D .只要v ≥
,小球a 对轨道最低点压力比小球b 对轨道最高点压力都大6mg
14. 如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,最低点处有一小球(半径比r
2
小很多),现给小球以水平向右的初速度v ,则要使小球不脱离圆轨道运动,v 应当满足 (g=10m/s)( )
A .v≥0 B.v≥4m/s C .
D.
15. 如图所示,是游乐场翻滚过山车示意图,斜面轨道AC 、弯曲、水平轨道CDE 和半径R=7.5m 的竖直圆形轨道平滑连接。质量m=100kg 的小车,从距水平面H=20m 高处的A 点静止释放,通过最低点C 后沿圆形轨道运动一周后进入弯曲、水平轨道CDE 。重力加速度g=10m/s2,不计摩擦力和阻力。求: (1)若小车从A 点静止释放到达圆形轨道最低点C 时的速度大小; (2)小车在圆形轨道最高点B 时轨道对小车的作用力;
(3)为使小车通过圆形轨道的B 点,相对于C 点的水平面小车下落高度的范围。
16. 由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB 段是半径为R 的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。一质量为m 的小球,从距离水平地面高为H 的管口D 处静止释放,最后能够从A 端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是( )
A. 小球落到地面相对于A 点的水平位移值为B. 小球落到地面相对于A 点的水平位移值为C. 小球能从细管A 端水平抛出的条件是H>2R D. 小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min
=
四、圆周运动的实例分析
(一)车辆转弯 1. 水平路面
提供向心力,动力学方程 2. 倾斜路面
v 2
(1)汽车转弯 动力学方程 mg tan θ=m
r
①当v >gr tan θ 提供向心力 ②当v =
gr tan θ 提供向心力
③当v
动力学方程
①当v >gr tan θ 轨受到向 的挤压力
②当v =gr tan θ 提供向心力 ③当v
提供向心力,动力学方程 (2)凹形桥
提供向心力,运动方程
17. 质量为m 的飞机以恒定速率v 在空中水平盘旋(如图所示),其做匀速圆周运动的半径为R ,重力加速度为g ,则此时空气对飞机的作用力大小为( )
18. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,( ) A .路面外侧高内侧低
B .车速只要低于v c ,车辆便会向内侧滑动
C .车速虽然高于v c ,但只要不超出某一高度限度,车辆便不会向外侧滑动 D .当路面结冰时,与未结冰时相比,v c 的值变小
19.( 2012全国高考广东卷)如图所示是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧
轨道与光滑斜面相切,滑道底部B 处安装一个压力传感器,其示数N 表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑,通过B 时,下列表述正确的有( ) A.N 小于滑块重力 B.N 大于滑块重力 C.N 越大表明h 越大 D.N 越大表明h 越小
20. “飞车走壁” 杂技表演比较受青少年的喜爱,这项运动由杂技演员驾驶摩托车,简化后的模型如图所示,表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H ,侧壁倾斜角度α不变,则下列说法中正确的是( )
A. 摩托车做圆周运动的H 越高,向心力越大 B. 摩托车做圆周运动的H 越高,线速度越大 C. 摩托车做圆周运动的H 越高,向心力做功越多. D. 摩托车对侧壁的压力随高度H 变大而减小
五、向心和离心运动
1. 当提供的向心力 需要的向心力(大于/小于) 物体将做向心运动 2. 当提供的向心力 需要的向心力(大于/小于) 物体将做向心运动
21. 如图,A 、B 、C 三个物块放在水平的圆盘上,它们的质量关系是m A =2m B =2m c 它们与转轴的距离的关系是2r A =2r B =r C , 三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为μ,且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当圆盘转动时,A 、B 、C 都没有滑动,则下列说法中正确的是( ) A.C 的向心加速度最大 B.B 的摩擦力最小
C. 当圆盘转速增大时,B 比A 先滑动 D. 当圆盘转速增大时,C 比B 先滑动
22.
两个小孩,假设两小孩的质量相等,他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时,某一时刻两小孩突然松手,则两小孩的运动情况是(
) A .两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 B .甲所受的静摩擦力减小
C .两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中 D .甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中
六、圆周运动中的临界问题
23. 一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在光滑圆锥顶上,如图所示. 设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为T ,则T 随ω2变化的图象是图中的( )
24. 如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m, 离水平地面的高度H =0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2 求: (1)物块做平抛运动的初速度大小V 0; (2)物块与转台间的动摩擦因数
25. (2013重庆卷) 如图所示,半径为R 的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO ′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m 的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O 点的连线与OO ′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g 。
(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;
(2)ω=(1±k )ω0,且0<k
。
七、圆周运动的多解问题
26. 如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R ,顶部有入口A ,在A 的正下方h 处有出口B ,一质量为m 的小球从入口A 沿切线方向水平射入圆筒内,要使小球从B 处飞出,小球进入入口A 的速度v 0应满足什么条件?在运动过程中小球对筒的压力有多大?
27. 一位同学玩飞镖游戏,已知飞镖距圆盘为L ,且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出,初速度为v 0 ,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直盘面且过盘心O 点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A 点,空气阻力忽略不计,重力加速度为g ,求:
(1)飞镖打中A 点所需的时间; (2)圆盘的半径r ;
(3)圆盘转动角速度的可能值。
5.3 圆 周 运 动
一、 描述圆周运动的物理量及其关系
s
1. 线速度; v = 单位矢量,方向t θ
2. 角速度:ω==矢量,方向不要求
t 2π
3. 周 期:T = 单位
ω1
4. 频 率:f = 单位T
5. 转 速:n 单位 ω=2πf =2πn
v 2
6. 向心加速度:a n =r
7. 向心力:F n =(1)效果力:可由一个力承担,也可以是多个力的合力
(2)向心力(向心加速度)只改变速度的方向,不改变速度的大小,故不作功 1. 关于匀速圆周运动的说法,正确的是 ( )
A .匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度
B .做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度 C .做匀速圆周运动的物体,加速度的大小、方向保持不变,所以是匀变速曲线运动
D .匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,而是匀变速运动
2.如图装置中,三个轮的半径分别为r 、2r 、4r ,b 点到圆心的距离为r ,求图中a 、b 、c 、d 各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。
3小球在水平面内做匀速圆周运动,物块随圆筒绕轴匀速转动,求角速度大小。
m
m
4. 如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是
A. vA >vB B. ωA >ωB
C. aA >aB D. 压力N A >NB
5. 长度不同的两根细绳悬于同一点,另一端各系一个质量相同的小球,使它们在同一水平面内做圆锥摆运动,如图所示,则有关两个圆锥摆的物理量相同的是( )
A .周期
C .向心力
B .线速度的大小 D .绳的拉力
6如图所示,在电机距轴O 为r 的处固定一质量为m 的铁块,电机启动后,铁块以角速度ω绕O 轴匀速转动,则电机对地面最大压力和最小压力之差为( )
A.2mω2 r B.mω2 r
C.mg+2mω2 r D.2mg+2mω2r
三、 匀速圆周运动与一般圆周运动的区别
1. 匀速圆周运动:
(1)速率不变,速度方向时刻改变 (2) 提供向心力, (3)加速度a =a n 2. 一般圆周运动:
(1)速率改变,速度方向时刻改变
(2) 提供向心力,另一部分改变 (3)加速度a =
a n +a τ
22
7.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内槽做圆周运动,则关于小球加速度方向正确的是 ( ) A .一定指向圆心 B.一定不指向圆心
C .只在最高点和最低点处指向圆心D .不能确定是否指向圆心
8. 如图所示,物块P 置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c 沿半径指向圆心,a 与c 垂直,下列说法正确的是( )
A .当转盘匀速转动时,P 受摩擦力方向为a 方向 B .当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向可能为b 方向 C .当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向可能为c 方向 D .当转盘减速转动时,P 受摩擦力方向可能为d 方向
9. 用一绝缘轻绳悬挂一个带电小球质量为m ,所带电荷量为q (正电荷),在最低点给小球一个初速度v 0, 保证小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,试问 (1)小球所作的圆周运动是不是匀速圆周?
(2)若能在此空间内加一匀强电场,小球能否在竖直平面内做匀速圆周运动,若能,试求所加电场的方向和大小?
三、竖直面的圆周运动的临界问题
(1)“绳——球”系统(“杆——球”系统) ①最高点
方程 ②最低点
方程 (2)“轨 道”系统:
①单轨: 分析时可类比与“绳—球”系统 ②双轨:分析时可类比与“杆—球”系统
10. 用一长为l 的轻绳系一个小球在竖直面内做圆周运动,请填空:
(1
)若V A =
gl 则此位置绳上的拉力T A
=
(2)若在B 点绳上的拉力T B =6mg ,则V B =
11. 小球A 质量为m . 固定在长为L 的轻细直杆一端, 并随杆一起绕杆的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动. 请填空
(1)若小球经过最高位置时, 杆对球的作用力为支持力, 大小等于球的重力的. 则
4
球的速度大小
3
(2)当小球经过最低点时速度为gL ,杆对球的作用力的大小 ,球的向心加速度大小 如下图所示,质量为m 的小球自由下落高度为R 后沿竖直平面内的轨道ABC 运动。AB 是半径为R 的1/4粗糙圆弧,BC 是直径为R 的光滑半圆弧,小球运动到C 时对轨道的压力恰为零。B 是轨道最低点。求: (1)小球在AB 弧上运动时,摩擦力对小球做的功 (2)小球经B 点前、后瞬间对轨道的压力之比
12 . 如图甲所示,一轻杆一端固定在O 点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为N ,小球在最高点的速度大小为v ,N -下列说法正确的是( )
图像如乙图所示。
A .当地的重力加速度大小为
B .小球的质量为C .D .若
时,杆对小球弹力方向向上 ,则杆对小球弹力大小为
13. 如图所示光滑管形圆轨道半径为R (管径远小于R )固定,小球a 、b 大小相同,质量相同,均为m ,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v 通过轨道最低点,且当小球a 在最低点时,小球b 在最高点,以下说法正确的是( ) A .速度v 至少为 B .当v =
,才能使两球在管内做圆周运动
时,小球b 在轨道最高点对轨道无压力
C .当小球b 在最高点对轨道无压力时,小球a 比小球b 所需向心力大5mg D .只要v ≥
,小球a 对轨道最低点压力比小球b 对轨道最高点压力都大6mg
14. 如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,最低点处有一小球(半径比r
2
小很多),现给小球以水平向右的初速度v ,则要使小球不脱离圆轨道运动,v 应当满足 (g=10m/s)( )
A .v≥0 B.v≥4m/s C .
D.
15. 如图所示,是游乐场翻滚过山车示意图,斜面轨道AC 、弯曲、水平轨道CDE 和半径R=7.5m 的竖直圆形轨道平滑连接。质量m=100kg 的小车,从距水平面H=20m 高处的A 点静止释放,通过最低点C 后沿圆形轨道运动一周后进入弯曲、水平轨道CDE 。重力加速度g=10m/s2,不计摩擦力和阻力。求: (1)若小车从A 点静止释放到达圆形轨道最低点C 时的速度大小; (2)小车在圆形轨道最高点B 时轨道对小车的作用力;
(3)为使小车通过圆形轨道的B 点,相对于C 点的水平面小车下落高度的范围。
16. 由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB 段是半径为R 的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。一质量为m 的小球,从距离水平地面高为H 的管口D 处静止释放,最后能够从A 端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是( )
A. 小球落到地面相对于A 点的水平位移值为B. 小球落到地面相对于A 点的水平位移值为C. 小球能从细管A 端水平抛出的条件是H>2R D. 小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min
=
四、圆周运动的实例分析
(一)车辆转弯 1. 水平路面
提供向心力,动力学方程 2. 倾斜路面
v 2
(1)汽车转弯 动力学方程 mg tan θ=m
r
①当v >gr tan θ 提供向心力 ②当v =
gr tan θ 提供向心力
③当v
动力学方程
①当v >gr tan θ 轨受到向 的挤压力
②当v =gr tan θ 提供向心力 ③当v
提供向心力,动力学方程 (2)凹形桥
提供向心力,运动方程
17. 质量为m 的飞机以恒定速率v 在空中水平盘旋(如图所示),其做匀速圆周运动的半径为R ,重力加速度为g ,则此时空气对飞机的作用力大小为( )
18. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,( ) A .路面外侧高内侧低
B .车速只要低于v c ,车辆便会向内侧滑动
C .车速虽然高于v c ,但只要不超出某一高度限度,车辆便不会向外侧滑动 D .当路面结冰时,与未结冰时相比,v c 的值变小
19.( 2012全国高考广东卷)如图所示是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧
轨道与光滑斜面相切,滑道底部B 处安装一个压力传感器,其示数N 表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑,通过B 时,下列表述正确的有( ) A.N 小于滑块重力 B.N 大于滑块重力 C.N 越大表明h 越大 D.N 越大表明h 越小
20. “飞车走壁” 杂技表演比较受青少年的喜爱,这项运动由杂技演员驾驶摩托车,简化后的模型如图所示,表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H ,侧壁倾斜角度α不变,则下列说法中正确的是( )
A. 摩托车做圆周运动的H 越高,向心力越大 B. 摩托车做圆周运动的H 越高,线速度越大 C. 摩托车做圆周运动的H 越高,向心力做功越多. D. 摩托车对侧壁的压力随高度H 变大而减小
五、向心和离心运动
1. 当提供的向心力 需要的向心力(大于/小于) 物体将做向心运动 2. 当提供的向心力 需要的向心力(大于/小于) 物体将做向心运动
21. 如图,A 、B 、C 三个物块放在水平的圆盘上,它们的质量关系是m A =2m B =2m c 它们与转轴的距离的关系是2r A =2r B =r C , 三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为μ,且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当圆盘转动时,A 、B 、C 都没有滑动,则下列说法中正确的是( ) A.C 的向心加速度最大 B.B 的摩擦力最小
C. 当圆盘转速增大时,B 比A 先滑动 D. 当圆盘转速增大时,C 比B 先滑动
22.
两个小孩,假设两小孩的质量相等,他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时,某一时刻两小孩突然松手,则两小孩的运动情况是(
) A .两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 B .甲所受的静摩擦力减小
C .两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中 D .甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中
六、圆周运动中的临界问题
23. 一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在光滑圆锥顶上,如图所示. 设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为T ,则T 随ω2变化的图象是图中的( )
24. 如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m, 离水平地面的高度H =0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2 求: (1)物块做平抛运动的初速度大小V 0; (2)物块与转台间的动摩擦因数
25. (2013重庆卷) 如图所示,半径为R 的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO ′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m 的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O 点的连线与OO ′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g 。
(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;
(2)ω=(1±k )ω0,且0<k
。
七、圆周运动的多解问题
26. 如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R ,顶部有入口A ,在A 的正下方h 处有出口B ,一质量为m 的小球从入口A 沿切线方向水平射入圆筒内,要使小球从B 处飞出,小球进入入口A 的速度v 0应满足什么条件?在运动过程中小球对筒的压力有多大?
27. 一位同学玩飞镖游戏,已知飞镖距圆盘为L ,且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出,初速度为v 0 ,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直盘面且过盘心O 点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A 点,空气阻力忽略不计,重力加速度为g ,求:
(1)飞镖打中A 点所需的时间; (2)圆盘的半径r ;
(3)圆盘转动角速度的可能值。