5.6向心力（第二课时） 水平面内典型圆周运动模型—2020-2021学年人教版高中物理必修二课件

5.6 向心力（第二课时） 水平面内典型圆周运动模型 人教版 高中物理必修二 第五章曲线运动 一、匀速圆周运动的特点及处理方法 1.匀速圆周运动的特点：线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变。 2.匀速圆周运动的性质: (1)线速度仅大小不变而方向时刻改变，是变速运动。 (2)向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变，是非匀变速曲线运动。 (3)匀速圆周运动具有周期性，即每经过一个周期物体都要重新回到原来的位置，其运动状态(如v、a大小及方向)也要重复原来的情况。 (4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力大小恒定，方向总是沿半径指向圆心。 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°，重力加速度大小为g。若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0。 解题指导：以小物块为研究对象，受到重力和陶罐给它的弹力作用，这两个力的合力提供向心力，其做圆周运动的平面在水平面内，根据牛顿第二定律求解。 从动力学角度处理匀速圆周运动的思路和方法 (1)匀速圆周运动问题的解题模型 (2)模型突破 解决匀速圆周运动依据的规律是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公式，因此求物体所受的合力，并选择圆周运动的公式是解决这类问题的关键。此外，弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。 二、水平面内圆周运动模型——水平圆盘 ▲水平面内圆周运动的“圆盘模型”是指依靠圆盘与物体间静摩擦力或细线的拉力提供物体在水平面内做圆周运动向心力的物理模型。 ▲典型实例1： 如右图所示：圆盘做匀速圆周运动，物体相对圆盘静止 解析：重力和支持力相互平衡，物块所需向心力只能由摩擦力提供. 二、水平面内圆周运动模型——水平圆盘 ▲典型实例2： 用细绳拉着的小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 解析：重力和支持力相互平衡，小球所需向心力只能由拉力提供 ▲典型实例2： 物块在圆筒内做匀速圆周运动 解析：重力和摩擦力相互平衡，物块所需的向心力只能由圆筒的弹力提供 如