高中物理之圆周运动的临界问题

高中物理之圆周运动的临界问题【例１】如图所示，暗室内，电风扇在频闪光源照射下运转，光源每秒闪光30次.如图电扇叶片有3个，相互夹角120°.已知该电扇的转速不超过500r/min.现在观察者感觉叶片有6个，则电风扇的转速是________r/min.圆周运动解：因为电扇叶片有三个，相互夹角为120°，现在观察者感觉叶片有6个，说明在闪光时间里，电扇转过的角度为60°+n·120°。题变：若看起来三个叶片静止不动，转速是多少？对于B，T=mg对于A，21MrfT22MrfT｛圆周运动的临界问题【例2】如图所示，用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m．若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围．（取g=10m/s2）圆周运动的临界问题1.竖直平面内的圆周运动①线和内轨模型：能过最高点的临界条件：RgvmmgR临界2圆周运动的临界问题1.竖直平面内的圆周运动②杆和双轨模型：能过最高点的临界条件：0＝临界v圆周运动的临界问题1.竖直平面内的圆周运动③小物体在竖直平面内的外轨道，做圆周运动：使m能从最高点沿轨道下滑的限制条件：Rm(2)Rm(3)=0oRg圆周运动的临界问题1.竖直平面内的圆周运动③小物体在竖直平面内的外轨道，做圆周运动：要使m能从最高点从Ｖ０=0开始，沿光滑轨道下滑的临界条件：Rm(2)Rm(3)=0o0NF圆周运动的临界问题【例3】如图所示在方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电q，质量为m且重力大于所受电场力的小球，从光滑的斜面轨道的点A由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而作圆周运动，问点A的高度h至少应为多少？圆周运动的临界问题【例4】在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，以带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆周运动。已知小球所受到电场力是其重力的3／4，圆环半径为R，斜面倾角为θ，sBC=2R。若使小球在圆环内能作完整的圆周运动，h至少为多少？【例5】穿过如图所示，两绳系一个质量为m=0.1kg的小球，上面绳长l=2m，两绳都拉直时与轴夹角分别为300与450。问球的角速度满足什么条件，两绳始终张紧？ABC450300ωlABC450300lFFmgxy12圆周运动的临界问题【例6】如图所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体Ａ、Ｂ，它们到转轴距离分别为rA=20cm，rB=30cm，Ａ、Ｂ与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求：（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度W0（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度W1（3）当A即将滑动时，烧断细线，此时A、B如何运动？圆周运动的临界问题ooAB2.竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题圆周运动的临界问题圆周运动的临界问题【例7】如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求滑块在AB段运动过程中的加速度.【例8】如图所示，在质量为M的物体内有光滑的圆形轨道，有一质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动，A与C两点分别道的最高点和最低点，B、D两点与圆心O在同一水平面上。在小球运动过程中，物体M静止于地面，则关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力方向，下列正确的说法是()A.小球运动到B点时，N＞Mg，摩擦力方向向左B.小球运动到B点时，N=Mg，摩擦力方向向右C.小球运动到C点时，N=(M+m)g，地面对M无摩擦D.小球运动到D点时，N=(M+m)g，摩擦力方向向右OABCDM点拨：画出各点的受力图如图示BmgFCmgFDmgFB几种典型力做功求解的情况【例6】两块竖直放置的平行金属大平板A、B，相距d，两极间的电压为U，一带正电的质点从两板间的C点开始以竖直向上的初速度v0运动，当它到达电场中某点D点时，速度变为水平方向，大小仍为V0，如图所示．求C、D两点问的电势差．（忽略带电质点对金属板上电荷均匀分布的影响）ABV0V0DC－＋