6.4.1生活中的圆周运动 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.4.1 生活中的圆周运动 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 一、轻绳模型 轻绳（或内轨道）和小球组成无支撑的物理模型（称为“轻绳模型”） 最高点 FT mg FN mg 当FT=0时 则有mg＝m 物体能否过最高点的临界速度 ∴小球恰好能通过最高点的 条件是 ： 时，小球还未达到最高点就离开轨道。 二、杆球模型 最高点 弹力特征：弹力可能向下，可能向上，也可能等于零 受力情况 mg±FN＝m 当FT=0时 时，杆提供向下拉力或外壁提供向下的弹力 时，杆提供向上支持力或内壁提供向上的弹力 当FN=mg且竖直向上时vmin=0 二、杆球模型 【练1】长L＝0.5 m、质量可忽略的细杆，其一端可绕O点在竖直平面内转动，另一端固定着一个小球A.A的质量为m＝2 kg.当A通过最高点时，如图4所示，求在下列两种情况下小球对杆的作用力： (1)A在最高点的速度为1 m/s； (2)A在最高点的速度为4 m/s。 【练2】如图所示，质量为2m且内壁光滑的导管弯成圆周轨道竖直放置，质量为m的小球在管内滚动，当小球运动到最高点时，导管刚好要离开地面，此时小球的速度多大？(轨道半径为R，重力加速度为g) 二、杆球模型 【练3】(多选)如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一个小球，小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间的弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，F－v2图像如图乙所示．下列说法正确的是( ) A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．v2＝c时，杆对小球的弹力方向向上 D．v2＝2b时，杆对小球的弹力大小为a 二、杆球模型 三、圆锥摆模型 mg FT F合 当小球刚好与接触面无挤压，拉力和重力的合力提供向心力 mgtanθ=m r=lsinθ ω= ω< mg FT N mg FT ω> 临界角速度 【练1】如图所示，用一根长l＝1 m的细线，一端系一质量m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为FT.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，结果可用根式表示) (1)若要使小球刚好离开锥面，则小球的角速度为多大？ (2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω为多大？ 四、圆锥摆模型 【练2】(多选)如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，当轻杆绕轴OO′以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平面成θ角，b绳平行于水平面且长为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　 ） A．a 绳中张力一定不为零 B．当角速度ω>时，b绳将出现弹力 C．a绳所受拉力随角速度的增大而增大 D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化 四、圆锥摆模型 【练3】（如图所示，A、B两小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，则（　　） A．两小球的角速度大小相等 B．两小球的线速度大小相等 C．两小球的向心加速度大小相等 D．A、B两小球受筒壁的支持力大小相等 四、圆锥摆模型 【练4】“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A．座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用 B．座椅和人的向心力大小为 C．钢绳的拉力大小为 D．转盘匀速转动时，人处于平衡状态 四、圆锥摆模型 【练5】如题图所示，两个质量相同的小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的（　　） A．细线对A球的拉力大于对B球的拉力 B．A球的向心加速度等于B球的向心加速度 C．A球的角速度小于B球的角速度 D．A球的线速度小于B球的线速度 四、圆锥摆模型 五、圆盘模型 【练6】(2014高考真题)(多选)如图，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。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，下列说法正确的是（　　） A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C． 是b开始滑动的临界角速度 D．当时，a所