第3章 习题课 向心力的应用（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（鲁科版2019）

习题课　向心力的应用 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 关键能力 合作探究 课后巩固 素养提升 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 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的大小都恒定不变，但方向时刻改变。 2．匀速圆周运动问题的解题思路：凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力，而物体所受外力的合力充当向心力，这是处理该类问题的理论基础。 匀速圆周运动的处理方法 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [易错提醒] 在解决匀速圆周运动问题的过程中，确定向心力及圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径是解题的关键。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 　如图所示，OM＝MN＝R。两个小球的质量都是m，a、b为水平轻绳。两小球正随水平圆盘以角速度ω匀速同步转动，小球和圆盘间的摩擦力可以不计。求： (1)绳b对小球N的拉力大小； (2)绳a对小球M的拉力大小。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [思路点拨]　两球所受的重力和水平面的支持力在竖直面内，且是一对平衡力，不能提供向心力。M球所受到的向心力由绳a和绳b的拉力的合力提供，N球所受的向心力由绳b的拉力提供。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [答案]　(1)2mω2R　(2)3mω2R [解析]　(1)对球N，受力分析如图甲所示，其做圆周运动的半径为2R，根据牛顿第二定律有Fb＝mω2·2R＝2mω2R。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 (2)对球M，受力分析如图乙所示，其做圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有 Fa－Fb′＝mω2R 又Fb＝Fb′ 解得Fa＝Fb′＋mω2R＝3mω2R。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [归纳总结] 处理匀速圆周运动问题的基本原则 (1)明白向心力的来源，即什么力提供向心力，大小等于多少。 (2)准确确定圆周运动的圆心位置、半径大小。 (3)熟记向心力公式的各种表达式，在不同的情况下选用不同的表达式解题。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 　1.甲、乙两名滑冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧测力计做匀速圆周运动的滑冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为9.2 N，下列判断中正确的是(　　) 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 A．两人的线速度相同，约为40 m/s B．两人的角速度相同，为6 rad/s C．两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m D．两人的运动半径相同，都是0.45 m 答案：C 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 2．如图所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内。已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为R，重力加速度为g，求小球做圆周运动的速率及碗壁对小球的弹力大小。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 1．圆周运动中临界问题的分析，应首先考虑达到临界条件时物体所处的状态，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动的知识，列出相应的动力学方程。 2．水平面内匀速圆周运动的物体一般由弹力、静摩擦力等力提供向心力，确定出物体可做匀速圆周运动的临界条件是解题关键。 水平面内圆周运动的临界问题 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 如图所示，水平转盘上放有一质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求： (1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度； 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 D 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 4．(多选)如图所示，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。两木块与圆盘的最大静摩擦力均为木块所受重力的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(　　) AC 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 $