专题02 水平面内的圆周运动以及平抛与圆周运动的综合 -2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）

§专题02 水平面内的圆周运动以及平抛和圆周运动的综合 预习案 预习检测(检测有助于查找存在的问题和不足!) 1.如图所示的四幅图表示的是水平方向圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( ) 图a 图b 图c 图d A.图a中用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动,,,转台转速缓慢加快时,物体A最先开始滑动 B.图b为一圆锥摆,若保持圆锥的高不变,增大,则圆锥摆的角速度也跟着增大 C.图c中同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受支持力大小相等 D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用 2.如图为某种水轮机的示意图,水平管出水口的水流速度恒定,为v0,当水流冲击到水轮机上某挡板时,水流的速度方向刚好与该挡板垂直,该挡板的延长线过水轮机的转轴O,且与水平方向的夹角为30°。当水轮机圆盘稳定转动后,挡板的线速度恰为冲击挡板的水流速度的一半。忽略挡板的大小,不计空气阻力,若水轮机圆盘的半径为R,则水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为 ( ) A. B. C. D. 我的疑问(发现问题比解决问题更重要!) 请将预习中未能解决的问题和疑问写下来,待课堂上与老师和同学探究解决。 探究案 质疑探究(质疑解疑,合作探究) 探究点一:水平面内的圆周运动 例1. 小明家餐桌的上面一层是半径为40 cm的转盘,餐具放在上面可随盘绕盘中心的转轴转动,已知菜碟和转盘表面间的动摩擦因数为0.64。妈妈将一碟菜放在转盘边缘后离开了,调皮的小明转动转盘,结果菜碟从转盘上滑落。若转盘的转动可认为是匀速转动,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,则小明转动转盘的角速度至少为 ( ) A.16.0 rad/s B.4.0 rad/s C.2.56 rad/s D.1.6 rad/s 针对训练1.如图所示,餐桌中心有一个圆盘,可绕其中心轴转动,现在圆盘上放相同的茶杯,茶杯与圆盘间动摩擦因数为µ。现使圆盘匀速转动,则下列说法正确的是( ) A.若缓慢增大圆盘转速,离中心轴近的空茶杯先相对圆盘滑动 B.若缓慢增大圆盘转速,到中心轴距离相同的空茶杯比有茶水茶杯先相对圆盘滑动 C.如果是两个不同的空茶杯,到中心轴距离相同,若缓慢增大圆盘转速,可能是质量大的先相对圆盘滑动 D.如果茶杯相对圆盘静止,茶杯受到圆盘的摩擦力沿半径指向圆心 针对训练2.如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,物块A叠放在B上,B、C到圆盘中心O的距离分别为3r、2r。B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力。已知B、C与圆盘间的动摩擦因数均为μ,A、B间动摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现让圆盘从静止开始加速。求: (1)当ω=时,细线的张力大小; (2)当ω=时,C受到圆盘的摩擦力大小; (3)当ω=时,剪断细线,C将怎样运动。 针对训练3.如图所示,两个质量均为m的小物块a和b(可视为质点),静止在倾斜的匀质圆盘上,圆盘可绕垂直于盘面的固定轴转动,a到转轴的距离为L,b到转轴的距离为2L,物块与盘面间的动摩擦因数为,盘面与水平面的夹角为30°.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,若a、b随圆盘以角速度ω匀速转动,下列说法正确的是:( ) A.a在最高点时所受摩擦力不可能为0 B.a在最低点时所受摩擦力不可能为0 C.a、b均不发生滑动圆盘角速度的最大值为 D.a、b均不发生滑动圆盘角速度的最大值为 例2.如图所示,在光滑的圆锥体顶端用长为L的细线悬挂一质量为m的小球。圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角θ=30°。现使小球绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动。 (1)当小球角速度ω1=时,求细线对小球的拉力; (2)当小球角速度ω2=时,求细线对小球的拉力。 针对训练4.如图,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,转台转轴与过容器球心O的竖直线重合,转台以一定角速度ω匀速旋转.有两个质量均为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,两小物块都随陶罐一起转动且相对罐壁静止,两物块和球心O点的连线相互垂直,且A物块和球心O点的连线与竖直方向的夹角θ=60°,已知重力加速度大小为g,若A物块受到的摩擦力恰好为零,则B物块受到的摩擦力的大小为( ) A. B. C. D. 针对训练5.一个半径为R=0.5m的水平转盘可以绕竖直轴O′O″转动,水平转盘中心O′处有一个光滑小孔,用一根长L=1m细线穿过小孔将质量分别为mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物块B连接,小物块B 放在水平转盘的边缘,