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发布时间：2023-12-04 13:38:15
常见的圆周运动模型
物体做匀速圆周运动时，向心力才是物体受到的合外力.物体做非匀速圆周运动时，向心力是合外力沿半径方向的分力(或所有外力沿半径方向的分力的矢量和.具体运动类型如下。一、匀速圆周运动模型及处理方法
1．随盘匀速转动模型（无相对滑动，二者有共同的角速度）
例4．如图所示，质量为m的小物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端固定在转轴上。轻绳长度为L。现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度做匀速圆周运动，求：
ω
（1）物体运动一周所用的时间T；（2）绳子对物体的拉力。
2。火车转弯模型（或汽车拐弯外侧高于内侧时）
汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgtan
车的支持力的合Oθ，根据牛顿第v2二定律：F向＝m，
Rtanθ＝，
例.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向等于零，则汽车转弯时的车速应等于(
A.hdgRhB.LgRhC.dgRLD.hgRdB对．
h3。圆锥摆模型
小球在水平面内是匀速圆周运动，重力和拉力合力提供向心力mgtan
例6.如图所示，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球受力有以下说法，正确的是（）A.只受重力B.只受拉力C.受重力.拉力和向心力D.受重力和拉力4.双星模型
练习．如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细
绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用B．小球只受重力和绳的拉力作用
1mLθ
C．θ越大，小球运动的速度越大D．θ越大，小球运动的周期越大
练习.有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
二、匀速圆周运动中实例分析
例．如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为B,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,求这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度。
练习.如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）Ａ．球A的角速度一定大于球B的角速度Ｂ．球A的线速度一定大于球B的线速度Ｃ．球A的运动周期一定小于球B的运动周期Ｄ．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力答案：
练习．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是(
A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度 