第4章 素养提升10 斜面上约束下的圆周运动的临界问题（PPT课件）-【导学教程】2025年物理新编高考大一轮总复习（人教版）

素养提升10　 斜面上约束下的圆周运动的临界问题 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 谢谢观看 素养提升10　斜面上约束下的圆周运动的临界问题 1 斜面上做圆周运动的物体，因所受的控制因素不同，如静摩擦力控制、轻绳控制、轻杆控制等，物体的受力情况和所遵循的规律也不相同。下面列举三类实例： 一、摩擦力约束下的圆周运动 　如图所示，倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的对称轴以恒定角速度ω转动，盘面转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为eq \f(\r(3),2)(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2。则ω的最大值是(　　) A．eq \r(5) rad/s　　　　　　　 B．eq \r(3) rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s [解析]　当小物体转动到最低点时为临界点， 由牛顿第二定律知μmgcos 30°－mgsin 30°＝mω2r 解得ω＝1.0 rad/s，故选项C正确。 [答案]　C 二、轻绳约束下的圆周运动 　如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为l＝0.60 m的轻细绳，它的一端系住一质量为m的小球P，另一端固定在板上的O点。当平板的倾角固定为α时，先将轻绳平行于水平轴NM拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0＝3.0 m/s。若小球能保持在板面内做圆周运动，倾角α的值应在什么范围内？(取重力加速度g＝10 m/s2) [解析]　小球在倾斜平板上运动时受到绳子拉力、平板弹力、重力的作用。在垂直平板方向上合力为0，重力在沿平板方向的分量为mgsin α 小球在最高点时，由绳子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力，有FT＋mgsin α＝eq \f(mv12,l)① 研究小球从释放到最高点的过程，根据动能定理有 －mglsin α＝eq \f(1,2)mv12－eq \f(1,2)mv02② 若恰好能通过最高点，则绳子拉力FT＝0③ 联立①②③解得sin α＝eq \f(1,2)，则α＝30° 故α的范围为0°≤α≤30°。 [答案]　0°≤α≤30° 三、轻杆约束下的圆周运动 　如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8 m的轻杆，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，取g＝10 m/s2，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是(　　) A．4 m/s B．2eq \r(10) m/s C．2eq \r(5) m/s D．2eq \r(2) m/s [解析]　小球受轻杆控制，在A点的最小速度为零，2mgLsin α＝eq \f(1,2)mvB2可得vB＝4 m/s，选项A正确。 [答案]　A $$