鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第3章 圆周运动 分层作业16 圆周运动的临界问题.ppt

123456789101112(1)滑块在A点的速率为多大时,对半圆形轨道压力为0?123456789101112123456789101112解得F1=mg由牛顿第三定律可知,此时对管道的压力为F1=F1=mg。12345678910111212.如图所示,两绳系着一个质量为m=0.1kg的小球C,上面绳长l=2m,两绳都拉直时与轴夹角分别为30°与45°。问球的角速度ω满足什么条件时,两绳始终张紧?(g取10m/s2,保留三位有效数字)123456789101112解析对小球受力分析,如图所示,当BC绳恰好拉直,但没有拉力存在时,有T1cos30°=mg解得ω1=2.40rad/s当AC绳恰好拉直,但没有拉力存在时,有T2cos45°=mg所以要使两绳始终张紧,ω必须满足的条件是2.40rad/s≤ω≤3.16rad/s。答案2.40rad/s≤ω≤3.16rad/s123456789101112A组必备知识基础练1.如图所示,长度均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。今使小球在竖直面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点的速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点的速率为2v时,每根绳的拉力大小为()A1234567891011121234567891011122.如图所示,一水平放置的木板上放有砝码,砝码与木板间的动摩擦因数为μ,让木板在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动。假如运动中木板始终保持水平,砝码始终没有离开木板,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么下列说法正确的是()A.在通过轨道最高点时砝码处于超重状态B.在经过轨道最低点时砝码所需静摩擦力最大D.在通过轨道最低点和最高点时,砝码对木板的压力之差为砝码重力的6倍C123456789101112解析在通过轨道最高点时,向心加速度竖直向下,砝码处于失重状态,选项A错误;木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动,砝码受到重力mg,木板支持力N和静摩擦力f,所受合外力提供向心力,由于重力mg和支持力N在竖直方向上,因此只有当砝码所需向心力在水平方向上时静摩擦力有最大值,1234567891011123.如图所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的上方h高处(A点)固定细绳的一端,细绳的另一端连接一质量为m的小球B,绳长lh,重力加速度为g,转动轴带动小球在光滑水平面内做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时,下列说法正确的是()A.小球始终受三个力的作用B.细绳上的拉力始终保持不变C123456789101112解析当转动的角速度ω逐渐增大时,小球可能只受重力和细绳的拉力,选项A错误;小球在水平面内做匀速圆周运动时,细绳的拉力在竖直方向的分力与水平面对小球的支持力的合力大小等于小球的重力大小,细绳的拉力在水平方向的分力提供小球运动的向心力,当转动的角速度ω逐渐增大时,所需向心力逐渐增大,细绳的拉力逐渐增大,而当小球离开水平面后,角速度增大时,绳子与竖直方向的夹角变大,拉力变大,选项B错误;要使小球刚好1234567891011124.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动,若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时,小球对轨道的压力大小为。?3mg解析当小球以速度v经内轨道最高点时,小球仅受重力,重力充当向心力,有mg=,当小球以速度2v经内轨道最高点时,小球受重力mg和向下的支持力N,如图所示,合力充当向心力,有mg+N=,又由牛顿第三定律得到,小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等,N=N,由以上三式得到,N=3mg。1234567891011125.如图所示,质量M=2kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上,M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=0.4kg的物体相连,m悬于空中与M都处于静止状态。假定M与轴O的距离r=0.5m,与平台的最大静摩擦力为其重力的,求:(1)M受到的静摩擦力最小时,平台转动的角速度ω0;(2)要保持M与平台相对静止,平台转动的角速度最大值。123456789101112解析(1)静摩擦力最小为零