【優(yōu)化指導(dǎo)】高中物理 第5章圓周運動中的臨界問題習(xí)題課同步課件 新人教必修2

習(xí)題課圓周運動中的臨界問題1．能夠區(qū)分繩桿模型在圓周運動中的不同應(yīng)用．2．掌握解決圓周運動中臨界問題的思路．一、圓周運動中的靜摩擦力如圖所示，轉(zhuǎn)臺上放一質(zhì)量為m的物塊，物塊距轉(zhuǎn)軸O的距離為r，物塊隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動．2．若物塊與轉(zhuǎn)臺相對靜止做非勻變速運動物塊所受靜摩擦力除了提供所需向心力，必須沿切線方向有力的作用，改變物塊速度大小，因此靜摩擦力一分力指向圓心，沿切線方向分力不為0，兩分力合力為靜摩擦力，所以靜摩擦力方向一定不指向圓心．若轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，摩擦力方向如圖甲所示．若轉(zhuǎn)臺減速轉(zhuǎn)動，摩擦力方向如圖乙所示．2．輕桿模型如圖所示，在細輕桿上固定的小球或在管形軌道內(nèi)運動的小球，由于桿和管能對小球產(chǎn)生向上的支持力，所以小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動的條件是在最高點的速度大于或等于零，小球的受力情況為：如圖所所示，，細繩繩一端端系著著質(zhì)量量M＝0.6kg的物物體A靜止在在水平平轉(zhuǎn)臺臺上，，另一一端通通過輕輕質(zhì)小小滑輪輪O吊著質(zhì)質(zhì)量解析：：B保持靜靜止狀狀態(tài)時時，A做圓周周運動動的半半徑r不變，，根據(jù)據(jù)F向＝mrωω2可知，，向心心力發(fā)發(fā)生變變化時時角速速度將將隨之之改變變，A的向心心力由由細繩繩拉力力mg和靜摩摩擦力力提供供，由由最大大靜摩摩擦力力及拉拉力的的方向向分析析水平平轉(zhuǎn)臺臺角速速度的的取值值范圍圍，當(dāng)當(dāng)ω最小時時，A受的最最大靜靜摩擦擦力f的方向向與拉拉力方方向相相反，，答案：：2.【題后后總結(jié)結(jié)】(1)物體體所受受靜摩摩擦力力的大大小和和方向向隨圓圓盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的變(2)物體所受靜摩擦力達到了最大靜摩擦力，此時對應(yīng)的角速度也達到了臨界值．【針對對訓(xùn)練練】1.在在水平平圓盤盤上分分別放放甲、、乙、、丙三三個質(zhì)質(zhì)量分分別為為m、2m、3m的物體體，其其軌道道半徑徑分別別為r、2r、3r(如圖圖所示示)，，三個個物體體的最最大靜靜摩擦擦力皆皆為所所受重重力的的k倍，當(dāng)當(dāng)圓盤盤轉(zhuǎn)動動的角角速度度由小小緩慢慢增大大，相相對圓圓盤首首先滑滑動的的是()A．甲甲物體體B．乙乙物體體C．丙丙物體體D．三三個物物體同同時滑滑動答案：：C一細繩繩與水水桶相相連，，水桶桶中裝裝有水水，水水桶與與細繩繩一起起在豎豎直平平面內(nèi)內(nèi)做圓圓周運運動，，如圖圖所示示，水水的質(zhì)質(zhì)量m＝0.5kg，水水的重重心到到轉(zhuǎn)軸軸的距距離l＝60cm.(g取9.8m/s2)(2)若在最高點時水桶的速率v＝3m/s，求水對桶底的壓力．答案：：(1)2.42m/s(2)2.6N方方向向豎直直向上上【針對訓(xùn)練練】2.質(zhì)量為為m的小球在豎豎直平面內(nèi)內(nèi)的圓形軌軌道的內(nèi)側(cè)側(cè)運動，如如圖所示，，經(jīng)過最高高點而不脫脫離軌道的的速度臨界界值是v，當(dāng)小球以以2v的速度經(jīng)過過最高點時時，對軌道道的壓力值值是()A．0B．mgC．3mgD．5mg答案：C長L＝0.5m的輕桿桿，其一端端連接著一一個零件A，A的質(zhì)量m＝2kg.現(xiàn)讓A在豎直平面面內(nèi)繞O點做勻速圓圓周運動，，如圖所示示．在A通過最高點點時，求下下列兩種情情況下A對桿的作用用力：(1)A的速率為1m/s；(2)A的速率為4m/s.(g取10m/s2)答案：(1)16N(2)44N答案：B誤區(qū)：不能能正