23-(小專題)圓周運動的臨界問題

1、 Page 1 of 9 教師備課手冊教師姓名 學生姓名填寫時間學科物理 年級上課時間課時計劃 2h 教學內容 教學目標 個性化學習問題解決教學重點、難點教學 過程第 4 課時 (小專題)圓周運動的臨界問題突破一 水平面內圓周運動的臨界問題水平面內圓周運動的臨界極值問題通常有兩類，一類是與摩擦力有關的臨界問題，一類是與彈力有關的臨界問題。1．與摩擦力有關的臨界極值問題物體間恰好不發(fā)生相對滑動的臨界

2、條件是物體間恰好達到最大靜摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，則有 Fm＝ ，靜摩擦力的方向一定指向圓心；如果除摩擦力以外還有mv2r其他力，如繩兩端連物體，其中一個在水平面上做圓周運動時，存在一個恰不向內滑動的臨界條件和一個恰不向外滑動的臨界條件，分別為靜摩擦力達到最大且靜摩擦力的方向沿半徑背離圓心和沿半徑指向圓心。2．與彈力有關的臨界極值問題壓力、支持力的臨界條件是物體間的彈力恰好為零；繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且其上無彈力或繩上

3、拉力恰好為最大承受力等?！镜淅?1】 (多選)(2014·新課標全國卷Ⅰ，20)如圖 1，兩個質量均為 m 的小木塊 a 和b(可視為質點)放在水平圓盤上，a 與轉軸 OO′的距離為 l，b 與轉軸的距離為 2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的 k 倍，重力加速度大小為 g。若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動，用 ω 表示圓盤轉動的角速度，下列說法正確的是 ( )圖 1A．b 一定比 a 先開始滑動B．a、b

4、 所受的摩擦力始終相等Page 3 of 9 D．AB 繩的拉力范圍為 0～ mg2 33解析 當轉動的角速度為零時，OB 繩的拉力最小，AB 繩的拉力最大，這時兩者的值相同，設為 F1，則 2F1cos 30°＝mg，F1＝ mg，增大轉動的角速度，當 AB 繩的拉力剛好 33等于零時，OB 繩的拉力最大，設這時 OB 繩的拉力為 F2，則 F2cos 30°＝mg，F2＝2 33mg，因此 OB 繩的拉力范圍

5、為 mg～ mg，AB 繩的拉力范圍為 0～ mg，B 項正332 3333確。答案 B突破二 豎直平面內圓周運動的“輕繩、輕桿”模型1．“輕繩”模型和“輕桿”模型不同的原因在于“輕繩”只能對小球產生拉力，而“輕桿”既可對小球產生拉力也可對小球產生支持力。2．有關臨界問題出現在變速圓周運動中，豎直平面內的圓周運動是典型的變速圓周運動，一般情況下，只討論最高點和最低點的情況。物理情景 最高點無支撐 最高點有支撐實例球與繩連接、水流星、沿內