6.4.1生活中的圆周运动- 课件-2023-2024学年高一下学期人教版物理

6.4.1生活中的圆周运动一、轻绳模型轻绳（或内轨道）和小球组成无支撑的物理模型（称为“轻绳模型”）最高点FTmgFNmg当FT=0时

物体能否过最高点的临界速度∴小球恰好能通过最高点的条件是

：

时，小球还未达到最高点就离开轨道。二、杆球模型最高点弹力特征：弹力可能向下，可能向上，也可能等于零受力情况

当FT=0时时，杆提供向下拉力或外壁提供向下的弹力时，杆提供向上支持力或内壁提供向上的弹力当FN=mg且竖直向上时vmin=0二、杆球模型【练1】长L＝0.5m、质量可忽略的细杆，其一端可绕O点在竖直平面内转动，另一端固定着一个小球A.A的质量为m＝2kg.当A通过最高点时，如图4所示，求在下列两种情况下小球对杆的作用力：(1)A在最高点的速度为1m/s；(2)A在最高点的速度为4m/s。【练2】如图所示，质量为2m且内壁光滑的导管弯成圆周轨道竖直放置，质量为m的小球在管内滚动，当小球运动到最高点时，导管刚好要离开地面，此时小球的速度多大？(轨道半径为R，重力加速度为g)二、杆球模型【练3】(多选)如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一个小球，小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间的弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，F－v2图像如图乙所示．下列说法正确的是()A．小球的质量为B．当地的重力加速度大小为C．v2＝c时，杆对小球的弹力方向向上D．v2＝2b时，杆对小球的弹力大小为a二、杆球模型三、圆锥摆模型mgFTF合当小球刚好与接触面无挤压，拉力和重力的合力提供向心力

r=lsinθ

mgFTNmgFT

临界角速度【练1】如图所示，用一根长l＝1m的细线，一端系一质量m＝1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为FT.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，结果可用根式表示)(1)若要使小球刚好离开锥面，则小球的角速度为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω为多大？四、圆锥摆模型

四、圆锥摆模型【练3】（如图所示，A、B两小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，则（）A．两小球的角速度大小相等 B．两小球的线速度大小相等C．两小球的向心加速度大小相等 D．A、B两小球受筒壁的支持力大小相等四、圆锥摆模型【练4】“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（）A．座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用B．座椅和人的向心力大小为C．钢绳的拉力大小为 D．转盘匀速转动时，人处于平衡状态四、圆锥摆模型【练5】如题图所示，两个质量相同的小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的（）A．细线对A球的拉力大于对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球的线速度小于B球的线速度四、圆锥摆模型五、圆盘模型

五、圆盘模型【练7】如图所示，甲、乙两个物体放在旋转圆台上，它们的质量均为m，它们与圆台之间的动摩擦因数均为

，甲物体离轴心距离为2R，乙物体离轴心距离为R。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g，当圆台旋转时，甲、乙两个物体都没有滑动，则下列说法中正确的是（）A．乙物体的向心加速度大B．乙物体受到的静摩擦力大C．

是甲物体开始滑动的临界角速度D．当圆台转速增加时，甲物体先滑动

五、圆盘模型【练9】如图所示，水平圆盘上有A、B两个物块，中间用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心。它们一起随圆盘绕竖直中心轴转动，转动角速度

由零逐渐增大，转动半径

，质量

，A、B两物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．当

时，绳中恰好出现拉力B．A物块受到的摩擦力一旦达最大值，再增大

，两个物块将一起相对圆盘滑动C．要使A、B两物块与圆盘保持相对静止，

的最大值为D．当A、B两物块恰好要与圆盘发生相对滑动时，绳中的拉力为五、圆盘模型【练10】如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．A、B都有沿切线方向且向后滑动的趋势B．B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力C．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D．若B相对圆盘先滑动，则A、B间的动摩擦因数μA小于盘与B间的动摩擦因数μB五、圆盘模型【练11】(多选)如图，在水平转台上放一个质量M=2.0kg的木块，它与台面间的最大静摩擦力Ffm=6.0N，绳的一端系住木块，另一端穿过转台的中心孔O（为光滑的）悬吊一质量m=1.0kg的小球，当转台以ω=5.0rad/s的角速度转动时，欲使木块相对转台静止，则它到O孔的距离可能是（）A．4cm B．8cm C．30cm D．34cm五、圆盘模型

二、圆盘模型【练13】如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合．转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°.重力加速度大小为g.求转台转动的角速度。五、圆盘模型【练14】如图所示，倾斜放置的圆盘绕着中心轴O匀速转动，圆盘的倾角为370，在距转动中心r=0.1m处放一小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.8，小木块与圆盘间的最大静摩