第6章 微专题4 水平、竖直圆周运动的临界问题-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版，单选）

人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 微专题4水平、竖直圆周运动的临界问题 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究 课堂检测巩固演练 课时作业素养提升 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究 c 类型1 水平面内的圆周运动的临界问题 探究归纳 1.摩擦力有关的临界问题 !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，如果只是摩擦力提候向心力，则有行， 静摩擦力的方向一 定指向圆心。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 (2)如果除摩擦力外还有其他力，如绳两端连接物体，其中一个物体竖 直悬挂，另外一个物体在水平面内做匀速圆周运动，此时存在一个恰不 向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件（静摩擦力达到最 大且静摩擦力的方向分别为沿半径背离圆心和沿半径指向圆心)。 2.与弹力有关的临界问题 压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零。绳上拉力的临界 条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 3.解决圆周运动临界问题的一般思路 (1)要考虑达到临界条件时物体所处的状态。 (2)分析该状态下物体的受力特点。 (3)结合圆周运动知识，列出相应的动力学方程分析求解。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 典例1 如图所示，两绳系一质量为m=0.1kg的小球，上面绳长L=2 m,两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°，问球的角速度在什么范 围内，两绳始终伸直？ 20 B 459 [答案] 2.40rad/s≤w≤3.16rad/s 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 解析]两绳都张紧时，小球受力如图所示，当w由0 30° 逐渐增大时，ω可能出现两个临界值。 IBC恰好拉直，但F2仍然为零，设此时的角速度为 w1,则有Fx=Fr1sin30°=mw12Lsin30° F=Fr1c0s30°-mg=0 联立解得w1≈2.40rad/s。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 P)HC由拉紧转为恰好拉直，则FT1已为零，设此时的角速度为ω2，则 有F=F2sin45°=mw2Lsin30° F=FT2c0s45°-mg=0 联立解得w2≈3.16rad/s。 可见，要使两绳始终伸直，ω必须满足 2.40rad/s≤ω≤3.16rad/s。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 名师点评 处理水平面内圆周运动临界问题时的两点注意 1.确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄 清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来。 2.选择物理规律：当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，对于 不同的运动过程或现象，要分别选择相对应的物理规律，然后再列方程 求解。 人教物理必修第二册 返回导航 上页 下页 针对训练 1.如图所示，两个质量均为m的小木块a和b何视为质点) 放在水平圆盘上，a与转轴00的距离为1，b与转轴00'的距离为21。 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，则下列说法正确的是(C) A.a一定比b先开始滑动 B.a、b所受的摩擦力始终相等 C.0= 是b开始滑动的临界角速度 2 D.当0=1V2智时，a所受摩擦力的大小为mg 31