6.4.1生活中的圓周運動- 課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期人教版物理

6.4.1生活中的圓周運動一、輕繩模型輕繩（或內(nèi)軌道）和小球組成無支撐的物理模型（稱為“輕繩模型”）最高點FTmgFNmg當(dāng)FT=0時

物體能否過最高點的臨界速度∴小球恰好能通過最高點的條件是

：

時，小球還未達(dá)到最高點就離開軌道。二、桿球模型最高點彈力特征：彈力可能向下，可能向上，也可能等于零受力情況

當(dāng)FT=0時時，桿提供向下拉力或外壁提供向下的彈力時，桿提供向上支持力或內(nèi)壁提供向上的彈力當(dāng)FN=mg且豎直向上時vmin=0二、桿球模型【練1】長L＝0.5m、質(zhì)量可忽略的細(xì)桿，其一端可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，另一端固定著一個小球A.A的質(zhì)量為m＝2kg.當(dāng)A通過最高點時，如圖4所示，求在下列兩種情況下小球?qū)U的作用力：(1)A在最高點的速度為1m/s；(2)A在最高點的速度為4m/s?！揪?】如圖所示，質(zhì)量為2m且內(nèi)壁光滑的導(dǎo)管彎成圓周軌道豎直放置，質(zhì)量為m的小球在管內(nèi)滾動，當(dāng)小球運動到最高點時，導(dǎo)管剛好要離開地面，此時小球的速度多大？(軌道半徑為R，重力加速度為g)二、桿球模型【練3】(多選)如圖甲所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一個小球，小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動．小球運動到最高點時，桿與小球間的彈力大小為F，小球在最高點的速度大小為v，F(xiàn)－v2圖像如圖乙所示．下列說法正確的是()A．小球的質(zhì)量為B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃．v2＝c時，桿對小球的彈力方向向上D．v2＝2b時，桿對小球的彈力大小為a二、桿球模型三、圓錐擺模型mgFTF合當(dāng)小球剛好與接觸面無擠壓，拉力和重力的合力提供向心力

r=lsinθ

mgFTNmgFT

臨界角速度【練1】如圖所示，用一根長l＝1m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量m＝1kg的小球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角θ＝37°，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為ω時，細(xì)線的張力為FT.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，結(jié)果可用根式表示)(1)若要使小球剛好離開錐面，則小球的角速度為多大？(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，則小球的角速度ω為多大？四、圓錐擺模型

四、圓錐擺模型【練3】（如圖所示，A、B兩小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)分別做勻速圓周運動，則（）A．兩小球的角速度大小相等 B．兩小球的線速度大小相等C．兩小球的向心加速度大小相等 D．A、B兩小球受筒壁的支持力大小相等四、圓錐擺模型【練4】“空中飛椅”是大型游樂場的常規(guī)游樂項目，下圖為“空中飛椅”結(jié)構(gòu)簡圖，長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為。若座椅和人的總質(zhì)量為m，不計鋼繩的質(zhì)量，重力加速度為g。以下說法正確的是（）A．座椅和人受到重力、鋼繩的拉力和向心力的作用B．座椅和人的向心力大小為C．鋼繩的拉力大小為 D．轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，人處于平衡狀態(tài)四、圓錐擺模型【練5】如題圖所示，兩個質(zhì)量相同的小球A、B用長度不等的細(xì)線拴在同一點，并在離地面某一高度的同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則小球A、B的（）A．細(xì)線對A球的拉力大于對B球的拉力B．A球的向心加速度等于B球的向心加速度C．A球的角速度小于B球的角速度D．A球的線速度小于B球的線速度四、圓錐擺模型五、圓盤模型

五、圓盤模型【練7】如圖所示，甲、乙兩個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，它們的質(zhì)量均為m，它們與圓臺之間的動摩擦因數(shù)均為

，甲物體離軸心距離為2R，乙物體離軸心距離為R。若滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度為g，當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時，甲、乙兩個物體都沒有滑動，則下列說法中正確的是（）A．乙物體的向心加速度大B．乙物體受到的靜摩擦力大C．

是甲物體開始滑動的臨界角速度D．當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，甲物體先滑動

五、圓盤模型【練9】如圖所示，水平圓盤上有A、B兩個物塊，中間用一根不可伸長的輕繩連在一起，輕繩經(jīng)過圓盤圓心。它們一起隨圓盤繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度

由零逐漸增大，轉(zhuǎn)動半徑

，質(zhì)量

，A、B兩物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．當(dāng)

時，繩中恰好出現(xiàn)拉力B．A物塊受到的摩擦力一旦達(dá)最大值，再增大

，兩個物塊將一起相對圓盤滑動C．要使A、B兩物塊與圓盤保持相對靜止，

的最大值為D．當(dāng)A、B兩物塊恰好要與圓盤發(fā)生相對滑動時，繩中的拉力為五、圓盤模型【練10】如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A．A、B都有沿切線方向且向后滑動的趨勢B．B運動所需的向心力大于A運動所需的向心力C．盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍D．若B相對圓盤先滑動，則A、B間的動摩擦因數(shù)μA小于盤與B間的動摩擦因數(shù)μB五、圓盤模型【練11】(多選)如圖，在水平轉(zhuǎn)臺上放一個質(zhì)量M=2.0kg的木塊，它與臺面間的最大靜摩擦力Ffm=6.0N，繩的一端系住木塊，另一端穿過轉(zhuǎn)臺的中心孔O（為光滑的）懸吊一質(zhì)量m=1.0kg的小球，當(dāng)轉(zhuǎn)臺以ω=5.0rad/s的角速度轉(zhuǎn)動時，欲使木塊相對轉(zhuǎn)臺靜止，則它到O孔的距離可能是（）A．4cm B．8cm C．30cm D．34cm五、圓盤模型

二、圓盤模型【練13】如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合．轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，此時小物塊受到的摩擦力恰好為零，它和O點的連線與OO′之間的夾角θ為60°.重力加速度大小為g.求轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度。五、圓盤模型【練14】如圖所示，傾斜放置的圓盤繞著中心軸O勻速轉(zhuǎn)動，圓盤的傾角為370，在距轉(zhuǎn)動中心r=0.1m處放一小木塊，小木塊跟隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，小木塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ=0.8，小木塊與圓盤間的最大靜摩