“匀速圆周运动”的典型例题
【例1】如图所示的传动装置中,A、B两轮同轴转动.A、B、C三轮的半径大小的关系是RARC2RB.当皮带不打滑时,三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少?
【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动.在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动(见图),那么
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心
fC.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反E.因为二者是相对静止的,圆盘与木块之间无摩擦力
【例3】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,它们跟台面间的摩擦因数相同.A的质量为2m,B、C各为m.A、B离转轴均为r,C为2r.则
A.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A、C的向心加速度比B大B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,B所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时,C最先发生滑动D.当转台转速继续增加时,A比B先滑动【例4】如图,光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B,相距L001m.长L1m的柔软细线一端拴在A上,另一端拴住一个质量为500g的小球.小球的初始位置在AB连线上A的一侧.把细线拉直,给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度,使它做圆周运动.由于钉子B的存在,使细线逐步缠在A、B上.
若细线能承受的最大张力Tm7N,则从开始运动到细线断裂历时多长?【说明】圆周运动的显著特点是它的周期性.通过对运动规律的研究,用递推法则写出解答结果的通式(一般表达式)有很重要的意义.对本题,还应该熟练掌握数列求和方法.
f如果题中的细线始终不会断裂,有兴趣的同学还可计算一下,从小球开始运动到细线完全绕在A、B两钉子上,共需多少时间?
【例5】如图a所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥顶角为2θ,当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时,球压紧锥面.此时绳的张力是多少?若要小球离开锥面,则小球的角速度至少为多少?
【说明】本题是属于二维的牛顿第二定律问题,解题时,一般可以物体为坐标原点,建立xoy直角坐标,然后沿x轴和y轴两个方向,列出牛顿第二定律的方程,其中一个方程是向心力和向心加速度的关系,最后解联立方程即可。【例6】杂技节目中r