2008高考物理复习《圆周运动中的临界问题》学案.doc
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2008高考物理复习《圆周运动中的临界问题》学案
【学习目标】
1.熟练处理水平面内的临界问题
2.掌握竖直面内的临界问题
【自主学习】
一.水平面内的圆周运动
例1: 如图8—1所示水平转盘上放有质量为m的物快,当物块到转轴的距离为r时,若物块始终相对转盘静止,物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的倍,求转盘转动的最大角速度是多大?
拓展:如o点与物块连接一细线,求当①1=时,细线的拉力T ②2=时,细线的拉力T
图8—1
注:分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键
二.竖直平面内圆周运动中的临界问题
图8—2甲 图8—2乙 图8—3甲 图8—3乙
如图8—2甲、乙 所示,没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况
临界条件
能过最高点的条件 ,此时绳或轨道对球分别产生______________
不能过最高点的条件
如图8—3甲、乙所示,为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况
竖直平面内的圆周运动,往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题,中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态,下面对这类问题进行简要分析。
能过最高点的条件 ,此时杆对球的作用力
当0V时,杆对小球 ,其大小
当v=时,杆对小球
当v时,杆对小球的力为 其大小为____________
讨论:绳与杆对小球的作用力有什么不同?
例2.长度为L=0.50m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图8—4所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,(g=10m/s)则此时细杆OA受的( )
A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力
【针对训练】
汽车与路面的动摩擦因数为,公路某转弯处半径为R(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)问:若路面水平,汽车转弯不发生侧滑,汽车最大速度应为多少?
长为L的细绳,一端系一质量为m的小球,另一端固定于某点,当绳竖直时小球静止,现给小球一水平初速度v,使小球在竖直平面内做圆周运动,并且刚好过最高点,则下列说法中正确的是:( )
小球过最高点时速度为零
小球开始运动时绳对小球的拉力为m
小球过最高点时绳对小的拉力mg
小球过最高点时速度大小为
3.如图8—5所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,先给小球一初速度,使它做圆周运动。图中 a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对小球的作用力可能是:( )
A.a处为拉力 b处为拉力
B. a 处为拉力 b处为推力
C. a 处为推力 b处为拉力
a处为推力 b处为拉力
A
图8—4 图8—5
4.以下说法中正确的是:( )
A.在光滑的水平冰面上,汽车可以转弯
B.火车转弯速率小于规定的数值时,内轨将会受压力作用
C.飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时,飞机的翅膀一定处于倾斜状态
D.汽车转弯时需要的向心力由司机转动方向盘所提供的力
【能力训练】
1.如图8—6所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴为R,C离轴为2R,则当圆台旋转时,(设A、B、C都没有滑动):( )
A.C物的向心加速度最大 B.B物的静摩擦力最小
C.当圆台转速增加时,C比A先滑动 D. 当圆台转速增加时,B比A先滑动
2. 如图8—7所示,物体与圆筒壁的动摩擦因数为,圆筒的半径为R,若要物体不滑下,圆筒的角速度至少为:( )
A. B. C. D.
图8—6 图8—7 图8—8
3.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端,使这水桶在竖直平面做圆周运动,要使水桶转到最高点时不从桶里流出来,这时水桶
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