精品课件高三物理第一轮(绳拉小球模型)

1、宿松中学宿松中学 余仁龙余仁龙0909高考题：高考题：下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道盒和在竖直下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道盒和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，平面内的三个圆形轨道组成，B B、C C、D D分别是三个圆形轨道的最低点，分别是三个圆形轨道的最低点，B B、C C间距与间距与C C、D D间距相等，半径间距相等，半径R R1 1=2.0 m=2.0 m、R R2 2=1.4 m=1.4 m。一个质量为。一个质量为m=m=1.0 kg1.0 kg的小球的小球( (视为质点），从轨道的左侧视为质点），从轨道的左侧A A点以点以V V0 0=12 m/s =12 m

2、/s 的初速度沿的初速度沿轨道向右运动，轨道向右运动，A A、B B间距间距L L1 1=6.0 m=6.0 m。小球与水平轨道间的动摩擦因数。小球与水平轨道间的动摩擦因数 = =0.20.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。g g取取10m/s10m/s2 2计算结果保留小数点后一位数字。试求：计算结果保留小数点后一位数字。试求：（1 1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2 2）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，）

3、如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B B、C C间距间距L L应是多少；应是多少；（3 3）在满足（）在满足（2 2）的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个）的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个 圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；AV0BCDL1LL2第一轨道第一轨道第二轨道第二轨道第三轨道第三轨道OOOO做完整圆周运动的条件：做完整圆周运动的条件：gLvcC: A: 速度最大速度最大拉力最大拉力最大速度最小速度最小拉力最小拉力最小TGATGC平衡点平衡点处理方法：处理方法：1.沿半径方向的合力提供向心力沿半径方向的合力提供向心力,由由Fn=man

4、列式列式2.由机械能守恒定律或动能定理找速度关系由机械能守恒定律或动能定理找速度关系长为长为L L的轻绳一端系着一个质量为的轻绳一端系着一个质量为m m的小球，的小球，另一端固定在另一端固定在0 0点，一开始小球处于静止状态点，一开始小球处于静止状态. .要使要使小球能够在竖直小球能够在竖直平面内做完整的圆周运动平面内做完整的圆周运动, ,应给它一个应给它一个多大的水平初速度多大的水平初速度v v0 0. .moV0gLv30若，小球能否通过最高点？小球能否通过最高点？若不能，求小球沿圆周运动的最大高度。若不能，求小球沿圆周运动的最大高度。拓展拓展LvmmgT2Lmgmvmv22121220g

5、Lv50解得：0TTGVOB:做完整圆周运动的条件：做完整圆周运动的条件：gLvcC: A: BCAB速度最大速度最大拉力最大拉力最大当当V=0时时T0速度最小速度最小拉力最小拉力最小T0，V可以等于可以等于0。T=0时，时，V0TGATGCB平衡点平衡点恰好不脱离恰好不脱离GTv1GTv2moV0，小球能否通过最高点？小球能否通过最高点？gLv30若若不能，求小球沿圆周运动的最大高度。若不能，求小球沿圆周运动的最大高度。拓展拓展LvmmgT2Lmgmvmv22121220gLv50解得：0TTGV长为长为L L的轻绳一端系着一个质量为的轻绳一端系着一个质量为m m的小球，的小球，另一端固定在

6、另一端固定在0 0点，一开始小球处于静止状态点，一开始小球处于静止状态. .要使要使小球能够在竖直小球能够在竖直平面内做完整的圆周运动平面内做完整的圆周运动, ,应给它一个应给它一个多大的水平初速度多大的水平初速度v v0 0. .moCABLvmmgc2Lmgmvmvc22121220gLv50解得： 解析：解析：如果小球刚好通过如果小球刚好通过C点，有：点，有：如果小球刚好到达如果小球刚好到达B点即点即vB=0，有：，有：故小球不能通过最高点，而将在故小球不能通过最高点，而将在B、C间某点脱离圆间某点脱离圆周做斜抛运动，此时周做斜抛运动，此时T0。如图所示：。如图所示：mgLmv2021g

7、LvgL520由于Lvmmg2cos22021)cos(21mvLLmgmv31cos解得LLLH34cos高度所以小球沿圆周上升的gLv20解得：gLv30mgTv变形：变形：0v0v2v1 一质量为m 的小球，系于长为R的轻绳的一端，绳的另一端固定在空间的O点，今把绳子拉直与水平方向成30角，要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，至少需要多大向下的初速度？ABB点点BCsin22202RgvvRvmmgc2cos1vv )sin(2121221RRmgmvmvcC点点340gRv 解得：vABC知识综合：知识综合： 若小球带有若小球带有+q+q的电荷量，且处在水平向右的匀强电场的电荷量，

8、且处在水平向右的匀强电场E E（E E mg/q)mg/q)中，小球能在光滑圆环内做完整圆周运动，中，小球能在光滑圆环内做完整圆周运动，m,Vm,V0 0已知已知. .求运动过程中球与环间的最大弹力。求运动过程中球与环间的最大弹力。3mgqEtanqmgE3解析：如果小球能静止于解析：如果小球能静止于P点，如图，有：点，如图，有：60解得mgmgF2cos合RvmFNm2合2022121)cos(mvmvRRF合由题意知当小球运动到由题意知当小球运动到P点时点时 弹力达到最大，如图：弹力达到最大，如图：RmvmgNm204解得moV0RmgqEF合合NVP小结：小结：1.分析要点：三个位置、两

9、个过程、一个条件分析要点：三个位置、两个过程、一个条件2.处理方法：处理方法：沿半径方向的合力提供向心力，由沿半径方向的合力提供向心力，由Fn=man列式列式由机械能守恒定律或动能定理找速度关系由机械能守恒定律或动能定理找速度关系3.注意事项：注意事项：解题时，要注重对运动过程的分析。解题时，要注重对运动过程的分析。0909高考题：高考题：下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道盒和在竖直下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道盒和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，平面内的三个圆形轨道组成，B B、C C、D D分别是三个圆形轨道的最低点，分别是三个圆形轨道的最低点，B B、C C间距与间距与C

10、 C、D D间距相等，半径间距相等，半径R R1 1=2.0 m=2.0 m、R R2 2=1.4 m=1.4 m。一个质量为。一个质量为m=m=1.0 kg1.0 kg的小球的小球( (视为质点），从轨道的左侧视为质点），从轨道的左侧A A点以点以V V0 0=12 m/s =12 m/s 的初速度沿的初速度沿轨道向右运动，轨道向右运动，A A、B B间距间距L L1 1=6.0 m=6.0 m。小球与水平轨道间的动摩擦因数。小球与水平轨道间的动摩擦因数 = =0.20.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。g g取取10m/s10m/s2 2计算结果保留小数点后一位数字。试求：计算结果保留小数点后一位数字。试求：（1 1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2 2）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B B、C C间距间距L L应是多少；应是多少；（3 3）在满足（）在满足（2 2）的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个）的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个 圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；圆形轨道的设