人教版高一物理必修2第五章-水平圓周運動-課件

第二講水平面內(nèi)的圓周運動第二課時臨界值和極值問題例1：如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤盤面上，離軸心r＝20cm處放置一小物塊A，其質(zhì)量為m＝2kg，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(k＝0.5)．

(1)當圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2rad/s時，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)生相對滑動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度多大？(取g＝10m/s2)答案（1）、Ff＝F向＝mω2r＝1.6N，方向沿半徑指向圓心（2）、ωmax＝5rad/s1、水平轉(zhuǎn)臺臨界問題變式1、(多選)如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l。木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度。下列說法正確的是()A．b一定比a先開始滑動B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C.

當

時,是b開始滑動的臨界角速度D.當時，a所受摩擦力的大小為kmgAC變式2:如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的相同的木塊A和B放在水平轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動．開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，以下說法不正確的是(）

C能力考點師生共研與摩擦力有關的臨界極值問題物體間恰好不發(fā)生相對滑動的臨界條件是物體間恰好達到最大靜摩擦力.(1)如果只是摩擦力提供向心力，則最大靜摩擦力fm＝

，靜摩擦力的方向一定指向圓心.(2)如果除摩擦力以外還有其他力，如繩兩端連接物體隨水平面轉(zhuǎn)動，其中一個物體先存在一個恰不向外滑動的臨界條件和另一個后恰不向外滑動的臨界條件，靜摩擦力達到最大且靜摩擦力的方向沿半徑指向圓心.小結1

例2、(多選)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細桿的A點和B點，如圖15所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是A.a繩的張力不可能為零B.a繩的張力隨角速度的增大而增大C.當角速度ω>，b繩將出現(xiàn)彈力D.若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化答案AC2、水平面內(nèi)的圓周運動繩類臨界問題變式1、如圖所示，水平桿固定在豎直桿上，兩者互相垂直，水平桿上O、A兩點連接有兩輕繩，兩繩的另一端都系在質(zhì)量為m的小球上，OA＝OB＝AB?，F(xiàn)通過轉(zhuǎn)動豎直桿，使水平桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，三角形OAB始終在豎直平面內(nèi)，若轉(zhuǎn)動過程OB、AB兩繩始終處于拉直狀態(tài)，則下列說法正確的是(

)A．OB繩的拉力范圍為0～

mgB．OB繩的拉力范圍為

mg～mgC．AB繩的拉力范圍為mg～mgD．AB繩的拉力范圍為0～mgB變式2(多選)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊，用長為l的輕質(zhì)細繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角θ＝30°，此時細繩伸直但無張力，物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ＝1/3，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，重力加速度為g，則(

)[來源:學|科|網(wǎng)Z|X|X|K]AC與彈力有關的臨界極值問題(1)繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且其上無彈力或繩上拉力恰好為最大承受力等.(2)壓力、支持力的臨界條件是物體間的彈力恰好為零.小結2課堂練習1、如圖所示,半徑為l/4、質(zhì)量為m的小球與兩根不可伸長的輕繩a、b連接,兩輕繩的另一端分別系在一根豎直桿的A、B兩點上,A、B兩點相距為l,當兩輕繩伸直后,A、B兩點到球心的距離均為l.現(xiàn)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動并達到穩(wěn)定(輕繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi)).重力加速度為g.(1)豎直桿的角速度ω為多大時,小球恰好離開豎直桿?(2)求ω多大時b繩剛好繃直？課堂練習2

、如圖所示,可視為質(zhì)點的木塊A、B疊放在一起,放在水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起繞固定轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,木塊A、B與轉(zhuǎn)軸OO'的距離為1m,A的質(zhì)量為5kg,B的質(zhì)量為10kg.已知A與B間的動摩擦因數(shù)為0.2,B與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為0.3,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2.若木塊A、B與轉(zhuǎn)臺始終保持相對靜止,則轉(zhuǎn)臺角速度ω的最大值為

(

)B課堂練習3、如圖所示，放置在水平轉(zhuǎn)盤上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)盤一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m、3m，它們與水平轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，離轉(zhuǎn)盤中心的距離分別為0.5r、r、1.5r，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，則當物體與轉(zhuǎn)盤間不發(fā)生相對運動時，轉(zhuǎn)盤的角速度應滿足的條件是(

)B思考與討論(多選)如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量均為m的兩個物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為RA＝r，RB＝2r，與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，下列說法正確的是(

)A．此時繩子張力為T＝3μmg

B．此時圓盤的角速度為ω＝C．此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D．此時燒斷繩子，A仍相對盤靜止，B將做離心運動8、對待生活中的每一天若都像生命中的最后一天去對待，人生定會更精彩。7、忌妒別人，不會給自己增加任何的好處。忌妒別人，也不可能減少別人的成就。3、過錯是暫時的遺憾，而錯過則是永遠的遺憾!15、莫向不幸屈服，應該更大膽、更積極地向不幸挑戰(zhàn)!10、人生如瀑布，驚險一霎那，此后便是平坦的前途。2、知識是座寶庫，而勤奮就是開啟寶庫大門的鑰匙。5、有魅力的女人不怕男人花心。有實力的男人不怕女人現(xiàn)實。5、人生有幾件絕對不能失去的東西：自制的力量，冷靜的頭腦，希望和信心。5、人生就像一盒巧克力，你永遠不知道下一塊會是什么味道。3、即使有些時候真的無能為力，也要堅強的挺下去，不為什么，就為那份炙熱的夢想。1、如果我們想要更多的玫瑰花，就必須種植更多的玫瑰樹。20、鐵皮公車是堅硬的，柔軟的我們要去哪里呢?14、無論什么時候，不管遇到什么情況，我絕不允許自己有一點點灰心喪氣。8、為我們的未來而奮斗;為我們的目標而斗爭。3、每