6.4生活中的圆周运动——圆周运动中的临界问题 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

山东省 高一物理翻转课堂课时学案 课 题 圆周运动中的临界问题 编制人 审核人 目标导学 1.通过学案自学，掌握圆周运动中临界问题的处理方法 2.通过练习，灵活运用极限法、假设法处理临界问题。 重点 圆周运动问题中的临界问题的处理 难点 灵活运用牛顿第二定律处理临界问题 问题记录 自 学 质 疑 学 案 请同学们将预习中的疑难问题写出来。 建议：请同学们读完课本相应内容后，合上课本填写学案，不要照搬 【教材自学】 1、 临界状态定义：物体由某种物理状态变化为另一种物理状态时，中间发生质的飞跃的转折状态，通常称之为临界状态。 2、三类临界问题的临界条件： （1）相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是：相互作用的弹力为零； （2）绳子松弛的临界条件是：绳中拉力为零； （3）存在静摩擦力的连接系统，当系统外力大于最大静摩擦力时，物体间不一定有相对滑动，相对滑动与相对静止的临界条件是：静摩擦力达最大值； 3、解决临界问题的基本思路： （1）认真审题，利用“极限法”，即让v或ω极大或极小，找出临界状态； （2）寻找变化过程中相应物理量的变化规律，找出临界条件； （3）以临界条件为突破口，列临界方程，求解问题。 基本方法： （1）极限法： 在题目中如果出现“最大”、“最小”、“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，处理这类问题时，常常把物理问题或过程推向极端，从而将临界状态及临界条件显露出来，达到尽快求解的目的。 （2）假设法： 有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界状态，也可能不会出现临界状态，解答此类问题，一般用假设法，即假设出现某种临界状态，物体的受力情况及运动状态与题设是否相符，最后再根据实际情况进行处理。 班级 小组 姓名 使用时间 年 月 日 编号 10 学 案 内 容 问题记录 例1、（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．ω= 是b开始滑动的临界角速度  D．当ω= 时，a所受摩擦力的大小为kmg  例2、用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥顶上， 如图所示．设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是(　　) 【合作互学 】 针对自学中出现的问题相互讨论，力争合作解决。 【在线测学】 完成在线测学，将自学质疑疑问写下来课后交给课代表。 请同学们记录自己的错题并分析原因。 训 练 展 示 学 案 知 识 点 学 习 内 容 了 解 理 解 应 用 能应用平面直角坐标系研究质点在平面内的运动 1T 2T 3T 能根据坐标系确定质点的位置及运动轨迹，能求出质点在水平方向和竖直方向的分速度。 2T 4T 5T 重点难点 应用数学知识求解速度、位移大小方向 学生笔记 学 案 内 容 1. 如下图所示，光滑水平面上钉两个钉子A和B，相距为40cm。用长度为2.4m的细绳，一端系一只质量为0.4kg的小球，另一端固定在钉子上。开始时小球与钉子A、B均在同一直线上，然后使小球以4m/s的速率，开始在水平面上作匀速圆周运动。若绳子能承受的最大张力是4N，那么从开始到绳断所经历的时间是( ) A.1.1πs B.1.2πs C.1.4πs D.2.4πs 2. 如下图所示，细绳一端系着质量M＝0.6kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2m，并知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围内m会处于静止状态?(g＝10m/s2) 学 案 内 容 学生笔记 3、如图所示，两绳系一个质量为m=0.1kg的小球两绳另两端分别固定于轴上的A、B两处。上面绳长L=2m，两绳都拉直时与轴夹角分别为30度与45度，问球的角速度在什么范