第六章 专题3 水平圆周运动和竖直圆周运动-【精彩三年】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册教师用书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 专题3水平圆周运动和竖直圆周运动 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 科学思维：通过对水 平圆周运动和竖直圆 能用牛顿第二定律分 周运动的分析，渗透 会求解水平、竖直圆 会求解水平、竖直圆 析匀速圆周运动的向 临界思想，提高学生 周运动的临界问题 周运动的临界问题 心力 分析和解决问题的能 力 新教材·知本与思辨 一学科素养研读，知本，思辨 (见学生用书P41) 知识点轻绳模型与轻杆模型比较 项目 轻绳模型 轻杆模型 0 情景 图示 圆轨道 光滑管道 弹力 弹力可能向下，也可能等于0 弹力可能向下，可能向上，也可能等 特征 于0 受力 示意 图 mg mg mg mg mg 力学 方程 mg+Fr=mv2r mg士FN=mv2r 临界 特征 Fr=0,即mg=v2r,得0=g7 0=0,即F向=0， 此时FN=mg v=gr F表现为拉力还是支持力的临界 物体能否过最高点的临界速度 的意义 速度 [思辨荆 判断题（正确的打“√”，错误的打“X”) (1)翻滚过山车属于轻绳模型。（√） (②)飞车走壁属于轻杆模型。(×) ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (3)水流星 属 于轻 绳 模 型。( ) 新教材·拓展与应用 一学科素养探究、方法、囊养一 (见学生用书P41) 水平面内圆周运动的临界问题 题型 在水平面内做圆周运动的物体，当转速变化时，会出现绳子张紧、绳子突然 断裂、静摩擦力随转速增大而逐渐达到最大值、弹簧弹力大小及方向发生变 简述 化等，从而出现临界问题 (1)若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在 临界点 (②)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程 方法 存在着极值，这个极值点也往往是临界状态 突破 (3)牢记“绳子刚好伸直”的意思是“伸直但无张力”及“静摩擦力大小有 个范围，方向可以改变”等特点，最后选择物理规律 (4)当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，要分别针对不同的运动过程 或现象，选择相对应的物理规律，然后再列方程求解 例1如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，离转轴某一距离处放一小木块，该木块恰 能跟随圆盘做匀速圆周运动而不发生相对滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在下列 各条件下，木块仍能与圆盘保持相对静止的是(C) A,增大圆盘转动的角速度 B.增大木块到转轴的距离 C.增大木块的质量 D,上述的任一条件都不能使木块与圆盘继续保持相对静止 【解析】木块刚要发生相对滑动时，最大静摩擦力提供向心力，此时有mg=mo2r, 角速度ω增大，所需要的向心力增大，木块有可能发生相对滑动，故A错误；木块到转轴的 距离越大，需要的向心力F=mw2r越大，则有可能发生滑动，故B错误：木块在圆盘上发 生相对滑动的临界状态是mg=m@2r,由此可知与质量无关，所以增大木块的质量时木块和 圆盘仍能保持相对静止，故C正确，D错误。 活学活用 (多选)如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A、C的质量 为m1,B的质量为m2,且3m1=2m2,A、B到转轴的距离为R,C到转轴的距离为1.5R, ·独家授权侵权必究· 亨学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动(ACD) A.当圆台转速增大时，C将最先滑动 B.当圆台转速增大时，A比B先滑动 C.A的静摩擦力最小 D,C的向心加速度最大 【解析】A、B、C三个物体在同一圆台上做匀速圆周运动，角速度相等，静摩擦力提 供向心力，由mg=mo2,得四=g小，A、B的临界角速度为wA=①8=gR),C的临界角 速度为@=24g3R),则当圆台转速增大时，C将最先滑动，故A正确，B错误；静摩擦力 提供向心力，Fr=m2r,且3m1=2m2,可知A的静摩擦力最小，故C正确；由a=a2r, 角速度相等，C的转动半径最大，故其加速度最大，故D正确。 竖直圆周运动 竖直平面内圆周运动问题的求解思路： 定模型 →首先判断是轻绳模型还是轻杆模型 确定 临界点 →能通过最高点的临界条件 研究运 受力分析 动状态 人过程分析 牛顿第二定律 列 方程 动能定理或机械能守恒定律（第八章学习） 例2如图所示，一质量为m=0.5kg的小球，用长为0.4m的轻绳拴着在竖直平面内做 圆周运动，g取10m/s2,下列说法不正确的是 (D) A,小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为2ms B.当小球在最高点的速度为4ms时，轻绳拉力为15N C.若轻绳能承