圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用（一）水平面上的圓周運(yùn)動(dòng)

1、5.7圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用（一）水平面上的圓周運(yùn)動(dòng)例1.一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施.“魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤上的人都可以隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),而不至于被甩開。當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí),盤上的人便逐漸向邊緣滑去,離轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的人,這種滑動(dòng)的趨勢(shì)越厲害.設(shè)“魔盤”的轉(zhuǎn)速為6 r/min,一個(gè)體重為30 kg的小孩坐在距軸心1 m處(盤半徑大于1 m)隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(沒有滑動(dòng)).這個(gè)小孩需要的向心力有多大?這個(gè)向心力是什么力提供的?針對(duì)練習(xí)：一個(gè)水平的圓盤上放一個(gè)木塊，木塊隨圓盤繞通過圓盤中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。1.確定圓心位置及半徑2.分析受力并畫在圖上3.木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由 提供4.若木塊質(zhì)量為0.1kg，圓盤

2、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為2rad/s，木塊到圓盤 中心的距離是10cm，求木塊受到的各力大小和方向。例2：如圖，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端栓一只的小球，小球在光滑的平臺(tái)上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。1.確定圓心位置及半徑2.分析受力并畫在圖上3.小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由 提供針對(duì)練習(xí)如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤盤面上，離軸心r=20cm處放置一小物塊A，其質(zhì)量為m2kg，A與盤面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k倍（k0.5），試求：（1）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2rad/s時(shí)，物塊與圓盤間的摩擦力大小多大？方向如何？（2）欲使A與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大？（取g=10m

3、/s2）（3）現(xiàn)用長(zhǎng)為20cm，不可伸長(zhǎng)的繩子將小物塊水平系在轉(zhuǎn)軸上，使物塊隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)1rad/s時(shí)和6rad/s時(shí)繩的拉力？（4）現(xiàn)用原長(zhǎng)為15cm，勁度系數(shù)k=400N/m彈簧，將小物塊水平系在轉(zhuǎn)軸上，使物塊隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，已知物塊離軸心r=20cm，要使物塊穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，求的范圍？例3：如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)1.試畫出圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，確定圓心位置及半徑2.分析受力并畫在圖上3.物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由 提供例4：如圖所示，繩子一端固定，另一端拴一個(gè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)圓錐擺，1.確定圓心位置及半徑2.分析受力并畫在圖上3.小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的

4、向心力由 提供針對(duì)練習(xí)：火車轉(zhuǎn)彎例5：把一個(gè)小球放在玻璃漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。1.試畫出圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，確定圓心位置及半徑2.分析受力并畫在圖上3.小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由 提供課后作業(yè)1.如圖所示，小球套在光滑輕桿上，繞著豎直軸00´勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列關(guān)于小球的說法中正確的是 ( ) A小球受到重力、彈力和靜摩擦力 B小球受到重力、彈力 C小球受到一個(gè)水平指向圓心的向心力D小球受到重力、彈力的合力是恒力2.如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放一小木塊。轉(zhuǎn)速為60r/ min時(shí)，木塊離軸8cm恰好與轉(zhuǎn)盤無相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到120r/min時(shí)，為使小木塊剛好與轉(zhuǎn)盤保持相對(duì)靜止，那么木塊應(yīng)放在離軸多遠(yuǎn)的地方3.若小球質(zhì)量為1kg，穩(wěn)定后小球的速度為0.4m/s。繩長(zhǎng)0.2m，求（1）小球的角速度為多少？（2）小球的周期為多