圆锥摆模型与类圆锥摆模型归类探析

圆锥摆模型的结构特点是：一根质量和伸长可以忽略不计的线,系一个可以视为质点的摆球,在水平面内做匀速圆周运动,且在摆线沿顶点位置不变的圆锥面上运动．其受力特点：只受两个力,即竖直向下的重力和沿摆线方向的拉力,二力的合力就是摆球做圆周运动的向心力．该类题型通常考查向心力、向心加速度、摆线拉力、周期（或频率）和角速度甜以及功能关系的相关计算,甚至关联圆周运动的动态分析．而类圆锥摆模型,从表面上看不属于圆锥摆模型,但其受力情况和运动情况与圆锥摆模型极其类似,利用类似的分析方法即可求解,但此类模型还常常涉及临界与数学极值、多过程与多状态,甚至将电场、磁场等重要知识融于一身,较圆锥摆模型的应用更加广泛。     

阻挡摆的特点及分类解析

阻挡摆在轻绳遇到小钉阻挡时,有如下两个特点:(1)摆球的运动速度不能突变,但做圆周运动的半径发生突变,因而摆球的加速度要发生突变;(2)当摆球摆到最高点的速度v≥gR姨时,摆球可以以小钉为圆心做完整的圆周运动.掌握了这两个特点,就能正确解答相关问题.一、小钉在悬点O的正下方阻挡例1小球A用不可伸长的细绳悬于O点,在O点的正下方有一颗固定的钉子B,OB=d,绳长为L.初始时小球A与O同水平面,无初速度地释放小球A,为使小球能绕B点做完整的圆周运动,如图1所示.试求d的取值范围.解析为使小球能绕B点做完整的圆周运动,则小球在D处对绳的拉力…     

形形色色的类圆锥摆运动

类圆锥摆运动是轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动,此类运动模型的特点有：（1）运动特点,物体做匀速圆周运动,且圆周运动的轨迹在水平面内;（2）受力特点,物体所受的重力、弹力、电场力、磁场力等的合力充当向心力．解决这类问题的一般思路和方法：（1）以做类圆锥摆运动的物体为研究对象,     

单摆模型物理题例析

模型细线一端系一个摆球,另一端悬于一点,摆球绕悬点在竖直面内做圆周运动. 模型所对应的规律关于圆周运动的运动学公式、机械能守恒定律、牛顿运动定律;如果摆角小于5°,则摆动周期公式为.     

聚焦圆周运动中的若干疑点问题

疑点一向心力是做圆周运动的物体受到的一种新性质的力吗应当明确,向心力不是某种新性质的力,而是根据力的作用效果命名的."向心"二字不过是描述力的方向,把做圆周运动的物体实际受的力正交分解到圆周切线方向和法线方向上去,其中指向圆心的力叫做向心力.向心力并不是重力、弹力、摩擦力之外的另一种力.向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的合力提供,甚至可以由某一个力的分力提供.例如,"水平转盘"问题,一个小物块跟随水平转盘一起做匀速圆周运动,向心力的来源是转盘对物块的静摩擦力;圆锥摆中摆球做匀速圆周运动的向心力是由摆球所受重力及细绳     

基于学科素养下的高中物理分层作业设计——以圆锥摆及其变式习题为例

<正>物理作业设计要符合学生的认知能力,要渗透物理学科的核心素养和关注学业水平等级的要求,通过各个阶段的作业试题的设计,循序渐进提升学生的物理核心素养和关键能力。本文以圆锥摆模型为例,从模型建立、物理核心素养分析和学业水平等级的要求三个维度进行作业设计。一、圆锥摆模型1.模型介绍：如图1所示,一轻绳长为L,上端固定,下端拴着质量为m的小球,给小球一个初速度在水平面内做匀速圆周运动,此模型为圆锥摆模型。     

圆周运动的学点分析

曲线运动中的圆周运动看似较难,但它仍符合牛顿力学规律,只要掌握方法,仍然是可以轻松学好的. 一、水平面内的圆周运动 物体在水平面内的圆周运动是一种常见的运动,如各种车辆伯转弯问题及飞机在空中盘旋、圆锥摆等问题.     

复合场中的“过山车”

正一、重力场中的"过山车"模型1.模型介绍如图1所示,光滑圆弧轨道竖直放置,小球可以在内侧轨道做圆周运动,这便是通常说的"过山车"模型.2."过山车"模型特点(1)如图1所示,若小球在的轨道内作圆周运动,     

圆锥摆运动归类例析

圆锥摆运动是轨迹在水平面内的一种匀速圆周运动,此类运动的特点有：（1）运动特点．物体做匀速圆周运动,且圆周运动的圆心在水平面内;（2）受力特点．物体所受的重力、弹力、电场力、磁场力等的合力充当向心力．解决这类问题的一般思路和方法：（1）以做圆锥摆运动的物体为研究对象,明确它的运动情况;（2）确定它的轨道平面,找出它的圆心和半径;（3）分析它的受力情况,确定向心力的来源及向心力的大小;（4）根据牛顿第二定律及向心力公式列方程求解．中学里常见的圆锥摆运动归类分析如下．     

有关圆锥摆的两条规律及应用

在圆周运动和振动这两部分知识中常会提到圆锥摆问题,圆锥摆所涉及到的知识面很广泛．他牵涉到圆周运动、牛顿第二定律、和振动等方面的知识．你知道物体在做圆锥摆运动时有两个特殊的规律及其重要应用吗？现归纳这两条规律．     

圆周运动中的轻绳、轻杆和轻弹簧

圆周运动中常涉及到“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”模型 ,“轻绳”“轻杆”及“轻弹簧”是由各种实际情况中的绳、杆和弹簧抽象出来的理想物理模型 .作为这一类模型 ,一般情况下 ,“轻”往往是 (相对其他物体来说 )指其质量可以忽略 ,所受重力可以忽略 ,而绳和杆则往往是其形体在同一直线上 ,且其长度不发生变化 ,而弹簧可以伸长也可以被压缩 .由此导致这类模型在圆周运动中具有其特有的关系 ,本文拟对此关系和规律及应用作一简单的讨论 .一、轻绳对物体只能产生沿绳收缩方向的拉力例 1　如图 1所示 ,一摆长为 L的单摆 ,摆球的质量为 m,要…     

一道易错题目的解答

题 :如图 1所示 ,一个质量为Ｍ的人 ,站在台秤上 ,手拉一个质量为ｍ、悬线长为Ｒ的小球 ,在竖直平面内作圆周运动 ,且摆球正好通过圆轨道最高点 ,求台秤示数的变化范围 .此题较为常见 ,所附参考答案几乎都为 :Ｆｍａｘ=(Ｍ +6ｍ)ｇ ,Ｆｍｉｎ=Ｍｇ .这与笔者一开始的想法相同 :台秤示数变化范围的极值点应该对应此圆周运动的最高点和最低点 ,所以 ,摆球运动到最高点时 ,台秤示数最小 ;摆球运动到最低点时 ,台秤示数最大 .据此去列方程、求解 ,就得上述答案 .图 1　　　　　　　　　　图 2后来笔者觉得不能仅凭感觉作题 ,于是又认真分析此题 …     

浅谈锥摆系列问题的教学构想

圆锥摆是一种常见的圆周运动,教师常在向心力的应用中讲到此类问题,目的在于让学生学会分析受力情况并注意圆周运动的半径问题,而往往没有进一步的展开．其实可以由锥摆问题进行深层次的挖掘和拓展,有利于将牛顿运动定律中的临界问题和加速度分解问题进行迁移,形成完整的知识体系．下面就做简单的评述．     

关于物体做匀速圆周运动所受向心力的讨论

在近年来的中学物理教学中 ,学生们对向心力的理解还存在着许多模糊的认识和错误的理解 ,鉴于此情况本文在这方面作了一定的探讨 ,以供同仁们磋商。一、从对圆锥摆的分析中提出问题在分析圆锥摆做匀速圆周运动时 ,其受力可以有两种不同的画法 ,从而对摆球所受向心力问题得出不同的两种结论。一种画法如图 (1 )所示 ,摆的质量为Ｍ ,受到重力Ｍｇ 和弹力Ｔ 的作用 ,由于摆球是在水平面上作匀速圆周运动 ,在竖直方向上和切线方向上没有加速度 ,因此Ｍｇ 和Ｔ 的合力Ｆ 的方向指向圆心Ｏ ,Ｆ 就是Ｍ所受的向心力 ,由受力图可知 :Ｆ =Ｍｇｔｇθ…     

圆周运动中力学模型的应用

竖直平面内的圆周运动中有三个重要的力学模型:绳球模型、杆球模型和弹簧球模型,正确运用机械能守恒定律解决这类力学问题时必须深刻理解把握其力学特点。一、模型介绍1.绳球模型如图1所示,一根不可伸长的轻绳一端固定在O点,一端系着小球,组成绳球模型,小球可在绳的约束     

圆锥摆模型的基本规律及应用

圆锥摆是匀速圆周的基本模型之一,利用圆锥摆模型的基本规律,不仅可以简捷地分析和解答理想圆锥摆的各种问题,还可通过等效和类比的方法,解决类似圆锥摆的各种问题.1理想圆锥摆模型的力学特点(1)圆锥摆模型的     

"双星"模型的构建及应用

1 构建 受力特点:两个物体在相互间力的作用下,绕着它们的中心连线上某一点做匀速圆周运动. 运动规律:(1)两个物体做匀速圆周运动的周期T相同、频率f相同、角速度ω相同.     

正确运用"子弹打滑块"模型解题

在物理学研究中,建立物理模型是一种基本的,重要的方法.我们在解答某类物理习题的过程中,对习题所描述的纷纭繁杂的物理现象进行分析、归纳,抽象出其本质特征的过程也可看作是一个建立模型的过程,如在解答碰撞类习题时,我们建立了"子弹打滑块模型","人,船模型";解答竖直面上圆周运动类问题时,我们建立了"轻绳-端系-小球在竖直面上作圆周运动模型"(简称"绳,球模型"),"轻杆-端连-小球在竖直面上作圆周运动模型"(简称"杆,球模型")等等.     

对圆锥摆问题的分析讨论

在高中物理课本第三册(选修)第75页练习二第6题中这样描述:如图1所示,被细绳l系住的小球质量m=50克,小球在水平面内做匀速圆周运动,半径r=0.2米,小球转数n=120转/分,求小球受到的向心力大小,并回答这一向心力是由什么力提供的。该题提供的是一个圆锥摆问题,圆锥摆是匀速圆周运动的一个基本模型。本文对此类问题分析     

过山车中的物理模型讨论

生活离不开物理,物理已渗透到人类生活的各个领域.游乐场中的翻滚过山车就可以转化为竖直平面内的变速圆周运动.在忽略一切摩擦等阻力的情况下,可以当作物理中的临界问题来分析.通过对过山车(即竖直平面内圆周运动的模型)的分析可以让力、运动和能量等知识前后连贯起来,达到综合考查物理知识的目标.结合竖直平面内圆周运动的分析探究,总结竖直平面内圆周运动的共性的问题.