圓周運動解題方法指導

孫福如

一、有關描述圓周運動的基本物理量問題

這里涉及的基本物理量有線速度、角速度、周期、頻率、向心加速度和向心力.其中線速度V、角速度ω、周期T的關系是：v=ωr=2πr/T.角速度、周期、頻率三個量中，任一個量確定，其余兩個量也就確定，但v還和r有關.還有兩個結論：（1）固定在一起共軸轉動的物體上各點角速度相同;（2）不打滑的摩擦傳動和皮帶（或齒輪）傳動的兩輪邊緣上各點線速度大小相等.向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力.

例2 如圖2所示，“旋轉秋千”中的兩個座椅4、B質量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上.不考慮空氣阻力的影響，當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，下列說法正確的是（ ? ?）

A.A的速度比B的大

B.A與B的向心加速度大小相等

C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等

D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小

例3 如圖6所示，在雜技表演“水流星”中，細繩兩端系有裝水的水桶，在豎直平面內做圓周運動，水的質量m=0.5 kg，水到轉動軸的距離1=0.8 m.求：（取g=10 m/s²）

在處理豎直平面內的網周運動問題時，首先必須弄清楚是什么模型，然后進行運動分析和受力分析，列方程求解.不同模型，在最高點時的臨界速度不同，物體的受力情況也可能不同，但不論哪種模型在最低點時的處理方法相同.

四、圓周運動的應用問題

點評 本題以電場中的圓周運動為背景，物理信息含量大，要求學生會將實際問題抽象成理想的物理模型，會用數學知識處理物理問題.在解決問題時，需要學生立足于基礎知識、基本方法的掌握，比如受力分析、建立坐標系等良好的習慣，根據受力分析列方程.規范寫好原始公式，嚴謹地將題中相關物理量代入，也是正確地解決問題的關鍵.