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2019版高考物理总复习演示实验15


目录页 Contents Page 演示实验: 必修二: 6.杂技节目中的“水流星” 表演 1.全程解读 2.考点考法 演示实验 1.全程解读 (1)实验 过程 首先用一根细绳系住两个盛 水的杯子,演员抡起绳子, 杯子做圆周运动,如图所示。 我们发现不论演员怎样抡 , 只要速度足够大,水都不从 杯里洒出,甚至杯子在竖直 面运动到最高点时,杯口已 经朝下,水也不会从杯里洒 出来。 (2)实验 结论 只要保持杯子在圆周最高点的线速度 v≥ gr,就有 物体(水)做圆周运动的向心力 F≥mg, 表演就总会成 功。 2.考点考法 考法① 基础模型的考查 【例1】(2015·江苏南京金陵、南外、海安中学联考 ) 如图所示,杂技演员表演水流星节目。一根长为 L 的 细绳两端系着盛水的杯子 , 演员握住绳中间 , 随着演员 的抡动 , 杯子在竖直平面内做圆周运动 , 随杯子运动的 水始终不会从杯子洒出,设重力加速度为g,则杯子运动 到最高点的角速度ω至少为( ) A. g L B. 2g L C. 5g L D. 10g L L 解析 据题知,杯子做圆周运动的半径 r= ,杯子运动到最高点时,水恰好 2 不流出,即水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律得 2g 2 L mg=mω = ,解得 ω= ,选项 B 正确。答案 B 解析显隐 2 L 考法② 光拓展模型的考查 【例 2】(2014· 课标 Ⅱ , 17 , 6 分 ) 如图 , 一质量为 M 的光 滑大圆环 , 用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上 质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑 下。重力加速度大小为 g。当小环滑到大环的最低点时 ,大环对轻杆拉力的大小为( ) A.Mg-5mg B.Mg+mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg 解析 小圆环从大环的最高处到达大圆环底端时满足机械能守恒,则有 mg· 2R 1 2 v2 = mv ,对小圆环在最低点,应用牛顿第二定律得:FN-mg=m ;对大圆环,由 2 R 平衡条件可知:FT=Mg+FN′,由牛顿第三定律可得:FN′=FN 解得 FT=Mg+ 5mg,选项 C 正确.答案 C 解析显隐


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