-1-习题课:圆周运动的临界问题学习目标思维导图1.掌握水平面内圆周运动临界问题的分析方法。2.掌握竖直面内圆周运动临界问题的分析方法。课堂篇探究学习探究一探究二随堂检测水平面内圆周运动的临界问题情景导引赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,如果你是赛车手,怎样做才能避免发生这种现象?要点提示:赛车在水平路面上转弯时,路面的静摩擦力提供向心力。若赛车所需要的向心力大于地面的最大静摩擦力,则赛车会冲出跑道。因此,转弯前应适当降低速度。课堂篇探究学习探究一探究二随堂检测知识归纳1.水平面内圆周运动的临界问题:在水平面上做圆周运动的物体,当角速度ω变化时,物体有远离或向着圆心运动(半径有变化)的趋势。当物体所需要的向心力大于提供向心力的力时,物体就脱离轨道。当提供向心力的力取最大值时,物体做圆周运动的角速度就达到最大。2.解题方法:确定临界条件是关键,一般通过极限思维来确定临界条件,即把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象显现,确定临界条件。3.常见临界条件:(1)与绳子的弹力有关:绳子恰好无弹力或恰好拉力最大(断裂)时;(2)与支持面弹力有关的:恰好无支持力时;(3)与静摩擦力有关:静摩擦力达到最大值时。课堂篇探究学习探究一探究二随堂检测实例引导例1(多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO'的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度。下列说法正确的是()A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等C.ω=ට𝑘𝑔2𝑙是b开始滑动的临界角速度D.当ω=ට2𝑘𝑔3𝑙时,a所受摩擦力的大小为kmg课堂篇探究学习探究一探究二随堂检测解析:a与b所受的最大静摩擦力相等,而b需要的向心力较大,所以b先滑动,A正确;在未滑动之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B错误;b处于临界状态时kmg=mω2·2l,解得ω=ට𝑘𝑔2𝑙,C正确;ω=ට2𝑘𝑔3𝑙小于a的临界角速度,a所受摩擦力没有达到最大值,D错误。答案:AC规律方法物体随水平转盘做圆周运动,通常是静摩擦力提供向心力,静摩擦力随转速的增大而增大,当静摩擦力增大到最大静摩擦力时,物体达到保持圆周运动的最大速度。若转速继续增大,物体将做离心运动。课堂篇探究学习探究一探究二随堂检测例2如图所示,一根长为l=1m的细线一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一...
