高一物理必修2优质课公开课微专题(一).pptx

微专题(一)

水平面内和竖直面内的圆周运动问题;

学习目标

1．会分析水平面的圆周运动的向心力来源，并能求解临界和极值问题．

2．会分析竖直面内的圆周运动的两种模型：绳模型和杆模型．;关键能力·合作探究;关键能力·合作探究;?;?;典例示范

例1如图所示，在水平转台上放一个质量为M＝2.0kg的木块，它与台面间的最大静摩擦力fm＝6.0N，绳的一端系住木块，另一端穿过转台的中心孔O(孔光滑)悬吊一质量m＝1.0kg的小球，当转台以ω＝5.0rad/s的角速度匀速转动时，欲使木块相对转台静止，则木块到O孔的距离可能是(重力加速度g＝10m/s2，木块、小球均视为质点)()

A．16cmB．5cm

C．60cmD．36cm;?;素养训练1餐桌上有一半径为40cm的转盘，转盘上放着三个相同的碗，碗a和碗b在转盘边缘，碗c在距离转盘中心20cm的位置，碗b装有一个苹果．若碗可看成质点，随转盘一起匀速转动．下列说法正确的是()

A．转盘对三个碗的摩擦力大小一样

B．碗a和b的线速度始终相同

C．碗a和c的向心加速度大小之比为1∶2

D．若转速逐渐增大，碗a与碗b同时滑出;?;类型二竖直面内的圆周运动

归纳总结

1.轻绳模型

如图所示，细绳系的小球或在轨道内侧的小球做圆周运动．;?;?;?;典例示范

例2如图所示，一质量为m＝0.5kg的小球，用长为0.4m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动．g取10m/s2;(1)当小球在最高点的速度为4m/s时，轻绳拉力多大？

(2)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球的速度不能超过多大？;

下列判断正确的是()

A．小球转动的角速度为5rad/s

B．小球通过最高点时对杆的作用力为零

C．转动过程中杆对小球的作用力总是沿杆的方向

D．若将题目中的杆换成绳，则小球不能完成圆周运动;解析：当小球转至最低点时，轻杆对小球的作用力最大，则根据牛顿第二定律有Fm－mg＝mω2r，代入数据可得，小球转动的角速度为ω＝5rad/s，故A正确；小球在最高点时，根据牛顿第二定律可得F＋mg＝mω2r，小球通过最高点时对杆的作用力为F＝－0.25mg，负号表示作用力方向与重力相反，即方向竖直向上，则小球在最高点受到杆竖直向上的支持力．若将杆换成绳，绳??在最高点不能提供支持力，则小球不能完成圆周运动，B错误，D正确；由于小球是做匀速圆周运动，则转动过程中，杆对小球的作用力不一定沿杆方向，小球的合外力提供向心力，一定沿杆方向，故C错误．;随堂演练·自主检测;?;2.(多选)如图所示，小球P用两根长度相等、不可伸长的细绳系于竖直杆上，随杆转动．若转动角速度为ω，则下列说法正确的是()

A．ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力

B．绳子BP的拉力随ω的增大而增大

C．绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力

D．当ω增大到一定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力;3.(多选)如图所示，竖直平面内固定一个圆环状的细管，一光滑小球(直径略小于管径)在管内做圆周运动，则();?;4.(多选)如图所示的装置中，质量均为m的小球A、B系在等长度的轻绳OA、OB下端，并都以转速n绕过O点的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动，质量为2m的物块C静止不动；若将C换成质量为3m的物块D，要保证在系统稳定时，A、B仍绕过O点的竖直轴在同一水平面内以相同的转速做匀速圆周运动，同时D静止不动，则A、B的质量和两球做匀速圆周运动的转速n可以如何调整()

A．增大A、B的质量，增大转速n

B．保持A、B的质量不变，增大转速n

C．减小A的质量，B的质量不变，减小转速n

D．增大A、B的质量，减小转速n;

解析：如果要保证在系统稳定时，A、B仍绕过O点的竖直轴在同一水平面内以相同的转速做匀速圆周运动，同时D静止不动，则A、B的质量相等，故C错误；以A、B为整体受力分析，有T＝2mg，即右侧绳子拉力与夹角，转速无关，只与A、B的质量有关，换上D后，绳子上的拉力增大，因此，需要增大A、B的质量，转速增大减小无影响，故A、D正确，B错误．;5．(多选)球A和球B可在光滑杆上无摩擦滑动，两球用一根细绳连接，如图所示，球A的质量是球B的两倍，当杆以角速度ω匀速转动时，两球刚好保持与杆无相对滑动，那么()

A．球A受到的向心力大于球B受到的向心力

B．球A转动的半径是球B转动半径的一半

C．当A球质量增大时，球A向外运动

D．当ω增大时，球B向外运动;6.如图所示，水平长杆AB可绕过B端的竖直轴OO′匀速转动，原长l＝20cm的轻弹簧一端系质量m＝0.4kg的小球(视为质点)，另一端连在B端，已知小球与水平杆间的动摩擦因数μ＝0.4，弹簧的劲度系数k＝130N/m，最大静摩