高考物理复习平抛运动圆周运动的临界问题：水平面内圆周运动的临界问题课件鲁科版

高考物理复习平抛运动圆周运动的临界问题：水平面内圆周运动的临界问题课件鲁科版二、典例剖析 2. 典例剖析一、热点透析 1.热点透析 1．与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，则有Ffm＝mv2/r，静摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心。水平面内圆周运动的临界极值问题 1.与摩擦力有关的临界问题 2.与弹力有...

二、典例剖析 2. 典例剖析一、热点透析 1.热点透析 1．与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，则有Ffm＝mv2/r，静摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心。水平面内圆周运动的临界极值问题 1.与摩擦力有关的临界问题 2.与弹力有关的临界问题题型分类转原题审题设疑 (1)转台的角速度较小时，谁提供向心力？ (2)物块A、B谁先达到最大静摩擦力？ (3)细线上何时开始出现张力？ (4)细线上有张力时，谁提供物块A、B的向心力，列出表达式？ (5)两物块何时开始滑动？转解析审题设疑 1.转速为零时,OA、AB拉力大小各怎样？ 2.随转速增大,OA、AB绳拉力大小如何变化？ 3.当转速增大到某值时,两绳拉力会有何突变？转解析解析　由于转盘以角速度ω＝4 rad/s匀速转动,因此木块做匀速圆周运动所需向心力为F＝mrω2. 当木块匀速圆周运动的半径取最小值时,其所受最大静摩擦力与拉力方向相反,，则有mg－μmg＝mrminω2，解得rmin＝0.5 m；当木块匀速圆周运动的半径取最大值时,其所受最大静摩擦力与拉力方向相同,则有mg＋μmg＝mrmaxω2，解得rmax＝0.75 m. 因此,要保持木块与转盘相对静止,木块转动半径的范围是： 0.5 m≤r≤0.75 m. 答案　0.5 m≤r≤0.75 m Ffm F拉=mg F合=F向 rmin Ffm F拉=mg F合=F向 rmax 返原题三、规律方法 3.规律方法解答水平面内匀速圆周运动临界问题的一般思路反思总结 1．判断临界状态：认真审题，找出临界状态． 2．确定临界条件：分析该状态下物体的受力特点. 3．选择物理规律：临界状态是一个“分水岭”，“岭”的两边连接着物理过程的不同阶段，各阶段物体的运动形式以及遵循的物理规律往往不同． 4．结合圆周运动知识，列出相应的动力学方程综合分析。相对圆盘静止时,a、b两物块角速度相等审题设疑 1.a、b两物体所受最大静摩擦力大小如何？ 2.随转速缓慢增加，a、b两物体所需向心力的大小如何？ 3.随加速转动，哪个物体所需向心力首先达到能提供的最大静摩擦力？怎样求此时的角速度？本题详细解析见教辅！四、跟踪训练 4.跟踪训练【备用变式】对于上题，若木块转动的半径保持r=0.5m,则转盘转动的角速度范围是多少？【跟踪训练】如图所示，质量为m的木块，用一轻绳拴着，置于很大的水平转盘上，细绳穿过转盘中央的细管，与质量也为m的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的μ倍(μ＝0.2)，当转盘以角速度ω＝4 rad/s匀速转动时，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是多少？(g取10 m/s2) 审题导析 1.当木块离圆心的距离很小时,随圆盘转动,木块会向圆心滑动？ 2.当木块恰好不向里滑动时,木块受力情况如何?遵从什么规律？ 3.若使木块半径再增大,木块所受各力情况又会如何变化？ 4.当木块半径达到最大值时，它所受各力情况怎样？如果再使木块半径增大一点，随圆盘的转动，木块将如何运动？转解析扩展变式【例2】如图示，水平转台上放有质量均为m的两个小物块A、B，A离转轴中心的距离为L，A、B间用长为L的细线相连。开始时，A、B与轴心在同一直线上，细线刚好被拉直，A、B与水平转台间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)当转台的角速度达到多大时细线上开始出现张力？ (2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？解析　(1)细线上开始出现张力时，B物块受到的静摩擦力刚好达到最大值，在此临界状态时，细线上的张力还是零。对B物块，由牛顿第二定律得μmg＝mωeq \o\al(2,1)rB，rB＝2L，解得此时转台的角速度ω1＝eq \r(\f(μg,rB))＝eq \r(\f(μg,2L)) (2)当物块A刚要开始滑动时，A、B受到的静摩擦力都达到最大值，设此时细线上的张力为F，根据牛顿第二定律对A，有μmg－F＝mωeq \o\al(2,2)rA，rA＝L 对B，有F＋μmg＝mωeq \o\al(2,2)rB，rB＝2L 解得ω2＝eq \r(\f(2μg,3L))。答案　(1)eq \r(\f(μg,2L))　(2)eq \r(\f(2μg,3L)) 【备选】如图所示,水平杆固定在竖直杆上,两者互相垂直,水平杆上O、A两点连接有两轻绳,两绳的另一端都系在质量为m的小球上,OA＝OB＝AB,现通过转动竖直杆,使水平杆在水平面内做匀速圆周运动,三角形OAB始终在竖直平面内,若转动过程OB、AB两绳始终处于拉直状态,则下列说法正确的是(　　) A．OB绳的拉力范围为0～eq \f(\r(3),3)mg B．OB绳的拉力范围为eq \f(\r(3),3)mg～eq \f(2\r(3),3)mg C．AB绳的拉力范围为eq \f(\r(3),3)mg～eq \f(2\r(3),3)mg D．AB绳的拉力范围为0～eq \f(2\r(3),3)mg 解析　当转动的角速度为零时，OB绳的拉力最小，AB绳的拉力最大，这时两者的值相同，设为F1 则2F1cos 30°＝mg，得F1＝eq \f(\r(3),3)mg 增大转动的角速度，当AB绳的拉力刚好等于零时，OB绳的拉力最大，设这时OB绳的拉力为F2 则F2cos 30°＝mg，得F2＝eq \f(2\r(3),3)mg，因此OB绳的拉力范围为eq \f(\r(3),3)mg～eq \f(2\r(3),3)mg AB绳的拉力范围为0～eq \f(\r(3),3)mg，B项正确。答案　B 【变式训练2】(多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ,20)如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是 (　　) A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝eq \r(\f(kg,2l))是b开始滑动的临界角速度 D．当ω＝eq \r(\f(2kg,3l))时，a所受摩擦力的大小为kmg 答案 4rad/s ≤ω≤2 rad/s _1424933708.unknown

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