【优化指导】高中物理 第5章圆周运动中的临界问题习题课同步课件 新人教必修2

习题课圆周运动中的临界问题1．能够区分绳杆模型在圆周运动中的不同应用．2．掌握解决圆周运动中临界问题的思路．一、圆周运动中的静摩擦力如图所示，转台上放一质量为m的物块，物块距转轴O的距离为r，物块随转台一起转动．2．若物块与转台相对静止做非匀变速运动物块所受静摩擦力除了提供所需向心力，必须沿切线方向有力的作用，改变物块速度大小，因此静摩擦力一分力指向圆心，沿切线方向分力不为0，两分力合力为静摩擦力，所以静摩擦力方向一定不指向圆心．若转台加速转动，摩擦力方向如图甲所示．若转台减速转动，摩擦力方向如图乙所示．2．轻杆模型如图所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做圆周运动的条件是在最高点的速度大于或等于零，小球的受力情况为：如图所所示，，细绳绳一端端系着着质量量M＝0.6kg的物物体A静止在在水平平转台台上，，另一一端通通过轻轻质小小滑轮轮O吊着质质量解析：：B保持静静止状状态时时，A做圆周周运动动的半半径r不变，，根据据F向＝mrωω2可知，，向心心力发发生变变化时时角速速度将将随之之改变变，A的向心心力由由细绳绳拉力力mg和静摩摩擦力力提供供，由由最大大静摩摩擦力力及拉拉力的的方向向分析析水平平转台台角速速度的的取值值范围围，当当ω最小时时，A受的最最大静静摩擦擦力f的方向向与拉拉力方方向相相反，，答案：：2.【题后后总结结】(1)物体体所受受静摩摩擦力力的大大小和和方向向随圆圆盘转转速的的变(2)物体所受静摩擦力达到了最大静摩擦力，此时对应的角速度也达到了临界值．【针对对训练练】1.在在水平平圆盘盘上分分别放放甲、、乙、、丙三三个质质量分分别为为m、2m、3m的物体体，其其轨道道半径径分别别为r、2r、3r(如图图所示示)，，三个个物体体的最最大静静摩擦擦力皆皆为所所受重重力的的k倍，当当圆盘盘转动动的角角速度度由小小缓慢慢增大大，相相对圆圆盘首首先滑滑动的的是()A．甲甲物体体B．乙乙物体体C．丙丙物体体D．三三个物物体同同时滑滑动答案：：C一细绳绳与水水桶相相连，，水桶桶中装装有水水，水水桶与与细绳绳一起起在竖竖直平平面内内做圆圆周运运动，，如图图所示示，水水的质质量m＝0.5kg，水水的重重心到到转轴轴的距距离l＝60cm.(g取9.8m/s2)(2)若在最高点时水桶的速率v＝3m/s，求水对桶底的压力．答案：：(1)2.42m/s(2)2.6N方方向向竖直直向上上【针对训练练】2.质量为为m的小球在竖竖直平面内内的圆形轨轨道的内侧侧运动，如如图所示，，经过最高高点而不脱脱离轨道的的速度临界界值是v，当小球以以2v的速度经过过最高点时时，对轨道道的压力值值是()A．0B．mgC．3mgD．5mg答案：C长L＝0.5m的轻杆杆，其一端端连接着一一个零件A，A的质量m＝2kg.现让A在竖直平面面内绕O点做匀速圆圆周运动，，如图所示示．在A通过最高点点时，求下下列两种情情况下A对杆的作用用力：(1)A的速率为1m/s；(2)A的速率为4m/s.(g取10m/s2)答案：(1)16N(2)44N答案：B误区：不能能正