人教版高中物理必修第二册精品课件 第6章 圆周运动 专题提升五 水平面内圆周运动的临界问题.ppt

1234解析杯子做匀速圆周运动,对杯子分析可知,由杯子受到的静摩擦力提供圆周运动所需的向心力,则有Ff=mω2r,由于两个杯子与杯中的水的总质量大小关系不确定,因此杯子受到的摩擦力大小不能确定,故A、B错误;根据上述,当摩擦力达到最大静摩擦力时有μmg=mω2r,解得ω=可知,圆周运动的半径r越大,杯子越容易达到最大静摩擦力,即r越大越容易做离心运动,故C正确,D错误。12342.(与摩擦力有关的临界问题)(2024四川绵阳期末)如图所示,一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,水平轻绳连接两个质量分别为m1和m2的物体A和B,物体A在转轴位置上,绳刚好被拉直且无拉力。两物体均看作质点,两物体与圆盘之间的动摩擦因数相等。在圆盘转动的角速度从零慢慢增大的过程中()A.绳中一直有拉力,且逐渐变大直至达到最大B.物体B一直受到圆盘的摩擦力C.物体A一直受到圆盘的摩擦力D.物体B和A受到圆盘的摩擦力大小相等B1234解析物体B的向心力F向=m2rω2,当角速度从0开始增大,物体B由静摩擦力提供向心力,且所受的静摩擦力开始增大;当物体B达到最大静摩擦力,角速度继续增大,此时物体B靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力,此时物体A开始受到圆盘的静摩擦力作用,且随着角速度继续增大,拉力和物体A受到的圆盘的静摩擦力都逐渐增大;随着角速度继续增大,拉力越大,当拉力和物体A的最大静摩擦力相等时,角速度达到最大值。故选B。12343.(漏斗模型)(2024广东东莞期末)如图所示,把一个玻璃球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使玻璃球沿光滑的漏斗壁在某水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.玻璃球受到三个力的作用B.运动平面离漏斗口越近,玻璃球的线速度越大C.运动平面离漏斗口越近,玻璃球所受支持力越大D.运动平面离漏斗口越近,玻璃球的角速度越大B123412344.(圆锥摆模型)(多选)(2024安徽滁州期末)如图所示,一根细线下端连接一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P位置),两次金属块Q都静止在桌面上的同一点,则后一种情况与原来相比较,下面的判断正确的是()A.小球P运动的周期变大B.小球P运动的角速度变小C.小球P运动的线速度变大D.金属块Q受到桌面的摩擦力变大CD1234学习目标1.知道水平面内圆周运动的几种常见模型,并会找它们的临界条件。(科学思维)2.掌握圆周运动临界问题的分析方法。(科学思维)重难探究·能力素养全提升目录索引学以致用·随堂检测全达标重难探究·能力素养全提升探究点一与摩擦力有关的临界问题知识归纳1.与摩擦力有关的临界问题(1)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,如果只是摩擦力提供向心力,则有,静摩擦力的方向一定指向圆心。(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.解题关键(1)在圆周运动问题中,当出现“恰好”“最大”“至少”“取值范围”等字眼时,说明运动过程中存在临界点。(2)分析临界状态的受力,列出临界条件下的牛顿第二定律方程。典例剖析【例题1】(多选)(2024山东济南高一期末)如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块(可视为质点),当物块到转轴OO的距离为r时,连接物块和转轴的细绳刚好被拉直(绳上拉力为0)。物块和转盘间的最大静摩擦力是物块对转盘压力的μ倍。已知重力加速度为g,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是()ACD对点演练1.如图所示,A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘上,物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),三个物体的质量分别为2m、m、m,它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时,若A、B、C三个物体均相对圆盘静止,则下列说法正确的是()A.A物体的向心加速度最大B.B物体和C物体所受摩擦力大小相等C.当圆盘转速缓慢增大时,C物体比A物体先滑动D.当圆盘转速缓慢增大时,B物体比A物体先滑动C解析A、B、C三个物体角速度相同,an=ω2r,则C物体的向心加速度最大,选项A错误;摩擦力提供向心力,FfB=mω2R,FfC=mω2·(2R),B物体所受摩擦力小