圆周运动的临界问题

1、圆周运动中的临界问题,1.什么是临界问题？ 2.解答临界问题的关键,回顾,当物体由一种物理状态变为另一种物理状态时，可能存在一个过渡转折点，这时物体所处的状态称为临界状态,1.什么是临界问题,与临界状态相关的问题称为临界问题， 与之相关的物理条件称为临界条件,找准临界状态，找出临界条件,2.解答临界问题的关键,许多临界问题，题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不脱离”等词语对临界状态给出了明确的暗示。 有时，有些临界问题中并不显含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会 发生突变 ，则此时物体所处的状态即为临界状态。 为了找到临界状态，我们通常会对变化的物理量取极限,

2、如何找准临界状态、找出临界条件,3.圆周运动的临界问题有什么特点与规律,Ff,FN,mg,例1 如图1所示水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r,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,答案,例2、长度为L0.5 m的轻质细绳OA，A端有一质量为m2.0kg的小球，如图所示，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4m/s，g取10m/s2。 （1）求此时细绳OA受到多大的拉力？ （2）若细绳换成细杆，小球通过最高点的速率是2m/s，此时球对细杆的作用力大小是多少？方向如何,总结:”轻绳模型“，”轻杆

3、模型”的临界条件； 总结：得到两种模型的临界条件的方法。 讨论：两种模型临界条件不同的原因,答案： (1).44N; (2).4N,方向竖直向上,mg,FT,FN,例3.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为=37,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10m/s2.求: (1)当火车的速度为: v1 =20m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何? (2)当火车的速度为: v2 =10m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何,例3.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为=37,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10m

4、/s2.求: (1)当火车的速度为: v1 =20m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何? (2)当火车的速度为: v2 =10m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何,F,例3.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为=37,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10m/s2.求: (1)当火车的速度为: v1 =20m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何? (2)当火车的速度为: v2 =10m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何,答案 (1) 3.2105 N 沿斜面向下,2) 4.7104 N 沿斜面向上,例4、如图所示，两绳系一质量为m0.1k

5、g的小球，上面绳长L2m，两端都拉直时与轴的夹角分别为37与53。 (1).球的角速度在什么范围内，两绳始终张紧. (2).当角速度为2rad/s时，上、下两绳拉力分别为多大,答案：2.5rad/s,3.3rad/s； AC绳拉力：0.8N，BC绳拉力：0,实验演示,A,C,B,变式应用： 用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为FT，则FT随2变化的图像是图中的(,谢谢指导,Fx,x,y,a,ax,ay,Gx,Gy,1.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为=37,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10m/s2.求: (1)当火车的速度为: v1 =20m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何? (2)当火车的速度为: v2 =10m/s时,轨道受到的侧压力多大?方向如何,答案 (1) 3.2105 N 沿斜面向下,2) 4.7104 N 沿斜面向上,1.质量为100 t的火车在轨道上行驶,火车内、外轨连线与水平面的夹角为=37,如图所示,弯道半径R=30 m,重力加速度取10m/s2.求: (1)当火车的速度为: v1 =20m/s