1、引引 言言 圆周运动是非常普遍的一类运动，广泛存在于自然界、科学研究和技术实践中，也是日常生活中常见的圆周运动是非常普遍的一类运动，广泛存在于自然界、科学研究和技术实践中，也是日常生活中常见的现象。现象。任务任务 掌握涉及力学、电磁学、原子物理中的圆周运动问题的基本思路方法掌握涉及力学、电磁学、原子物理中的圆周运动问题的基本思路方法 圆周运动问题的实质圆周运动问题的实质 牛顿第二定律在曲线运动中的具体应用牛顿第二定律在曲线运动中的具体应用 如图如图1所示，一轻杆一端固定一质量为所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端以的小球，另一端以O为圆心，使小球做半径为为圆心，使小球做半径为R的圆周运
2、动，的圆周运动，以下说法正确的是以下说法正确的是 ()A、小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于、小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于0 B、小球过最高点时的最小速度为、小球过最高点时的最小速度为 C、小球过最高点时，杆对球的作用力可以、小球过最高点时，杆对球的作用力可以及及球所受重力球所受重力 方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力 D、小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方、小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方 向相反向相反mR图1原题原题 gR讨论一讨论一 如果把轻杆换成光滑管形圆轨道，且轨道半径为如果把轻杆换成光滑管形圆
3、轨道，且轨道半径为R（管径远小于（管径远小于R），小球的质量），小球的质量为为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动。，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动。则：小球在最低点的速度则：小球在最低点的速度v至少多大时，才能使小球在管内做完整的圆周运动？至少多大时，才能使小球在管内做完整的圆周运动？当小球在最低点的速度时，小球在轨道最高点对轨道是否有压力？当小球在最低点的速度时，小球在轨道最高点对轨道是否有压力？.gRv5讨论二讨论二 如果把轻杆换成细绳，情况怎样？如果把轻杆换成细绳，情况怎样？mR如果把细绳换成内轨道，情况怎样？如果把细绳换成内轨道，情况怎样？讨论三讨论三 如果用绝缘细线拉着带
4、正电小球且电量为如果用绝缘细线拉着带正电小球且电量为q,空间存在一场强为空间存在一场强为E方向竖直向上的匀方向竖直向上的匀强电场强电场.已知已知Eqmg，则小球在最低点的速度至少多大？，则小球在最低点的速度至少多大？E 如果匀强电场的方向换成水平向右，小球静止时细线如果匀强电场的方向换成水平向右，小球静止时细线及及竖直方向竖直方向夹角为。现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面夹角为。现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：内做圆周运动，试问：小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？最小速度多小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？最小速
5、度多大？大？小球在小球在B点的初速度多大？点的初速度多大？E.讨论四讨论四 如果撤去细线，匀强电场的方向为竖直向上，要使带正电小球做竖直如果撤去细线，匀强电场的方向为竖直向上，要使带正电小球做竖直面内的匀速圆周运动，可以采取什么措施？面内的匀速圆周运动，可以采取什么措施？若小球以速度做逆时针方向的匀速圆周运动，则匀强磁场的大小、方向如何？若小球以速度做逆时针方向的匀速圆周运动，则匀强磁场的大小、方向如何？vEB讨论五讨论五 如果撤去电场和磁场，把小球换成电子，在圆心处固定一正的点电荷，则电如果撤去电场和磁场，把小球换成电子，在圆心处固定一正的点电荷，则电子做匀速圆周运动时，什么力提供向心力？子
6、做匀速圆周运动时，什么力提供向心力？o备选例题备选例题 将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为e，质量为，质量为m。若以相距氢核无穷远处作为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为时，原子的能量若以相距氢核无穷远处作为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为时，原子的能量，其中，其中K为静电力恒量，试证明氢原子核在距核处的电势。为静电力恒量，试证明氢原子核在距核处的电势。rKeEEEPK22rrreK在研究电子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流。现对一氢原子加上一外磁场，在研究电
7、子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流。现对一氢原子加上一外磁场，其磁感应强度大小为，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用其磁感应强度大小为，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用 表示。将外磁场反向，表示。将外磁场反向，但磁感应强度大小仍为，这时电子运动的等效电流用表示。假设上述两种情况下氢核的位置、电子运但磁感应强度大小仍为，这时电子运动的等效电流用表示。假设上述两种情况下氢核的位置、电子运动的轨道平面及轨道半径都不变。求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即动的轨道平面及轨道半径都不变。求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即 等于多少？等于多少？B1IB2I21II mRmREE.EB归纳总结归纳总结 解决千变万化的圆周运动的问题，基本思路方法一般有两条途径：一、牛顿运动定律；二、功能的关解决千变万化的圆周运动的问题，基本思路方法一般有两条途径：一、牛顿运动定律；二、功能的关系。系。布置作业布置作业试卷四试卷四
