与圆周运动相结合的“娱乐”类问题探析
随着高考“3+X”改革的深人,高考命题已有较大调整,物理知识与生活实际相联系的问题已被命题人所青睐,近几年的高考试题很好地说明了这一点,高考之所以开发这种新题型,目的是为了引导中学物理教学由“应试”教学向“素质”教学转变,通过理论联系实际,增强学生学习物理的兴趣,使学生在愉快学习中,既学到了知识,又培养了分析问题、解决问题的能力。现对圆周运动知识和一些“娱乐”活动相结合的题目作如下分析,供参考。
1与角速度相结合
例1如图1,电视画面每隔1/30s更迭一帧,当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景时,观众如果注视车辆的辐条,往往会产生奇怪的感觉,设车上有八根对称分布的完全相同的辐条,试问,下列说法哪些正确?
A.若车轮转速为3.75r/s,,则观众觉得车轮是不动的;
B.若车轮转速为30r/s,则观众觉得车轮是不动的;
C.若车轮转速为3lr/s,则观众觉得车轮是倒转的;
D.若车轮转速为29r/s,则观众觉得车轮是倒转的.
解析:当观众觉得车轮不动时,说明在1/30s内,每根辐条的初末位置相重合,则每根辐条转过的角度
,据![]()
得:转速
当k=l时,n=3.75(r/s),即A正确.
当k=8时,n=30(r/s),即B正确.
当每根辐条在1/30s内转过的角度比上面的φ略小,即转速n略小于15/4k(r/s)时,观众就会觉得车轮是倒转的,所以D正确,
答案:A、B、D.
2与线速度相结合
例2有一种大型的娱乐项目:转盘上的射击比赛.如图2,半径为R的大圆盘以角速度ω旋转,有人站在盘边P点上,随盘转动.他想用枪击中在圆盘中心的目标O,若子弹速度为v0,则
A.枪应瞄准目标O射击
B.枪应瞄准PO的右方偏过θ角射击,而cosθ=
.
C.枪应向PO左方偏过θ角射击,而tgθ=![]()
D.枪应向PO左方偏过θ角射击,而sinθ=
.
解析:本题中的射击不同于一般地面上的射击,因为子弹射出枪口时不仅有速度v0,还有随盘一起转动的线速度ωR.要想射中圆心O,必须考虑两个速度的合速度.如图3所示,则枪应偏过PO左方θ角射击,且sinθ=
.即本题应选:D.

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