2018-2019学年教科版必修2 第二章 第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度2 匀速圆周运动的解题技巧 学案
2018-2019学年教科版必修2 第二章 第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度2 匀速圆周运动的解题技巧 学案第2页



  思路分析:要使m静止,M也应与平面相对静止。而M与平面静止时有两个临界状态:

  当ω为所求范围最小值时,M有向着圆心运动的趋势,水平面对M的静摩擦力的方向背离圆心,大小等于最大静摩擦力2N。此时,对M运用牛顿第二定律。有T-fm=Mω12r且T=mg

  解得 ω1=2.9 rad/s

  当ω为所求范围最大值时,M有背离圆心运动的趋势,水平面对M的静摩擦力的方向向着圆心,大小还等于最大静摩擦力2N。再对M运用牛顿第二定律。有T+fm=Mω22r

  解得  ω2=6.5 rad/s

  所以,题中所求ω的范围是:2.9 rad/s<ω<6.5 rad/s

  答案:ω在2.9 rad/s<ω<6.5 rad/s范围m静止

  

  例题2 如图所示,小木块a、b和c (可视为质点)放在水平圆盘上,a、b两个质量均为m, c的质量为m/2。a与转轴OO′的距离为,b、c与转轴OO′的距离为且均处于水平圆盘的边缘。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,下列说法正确的是( )

  A. b、c所受的摩擦力始终相等,故同时从水平圆盘上滑落

  B. 当a、b和c均未滑落时,a、c所受摩擦力的大小相等

  C. b和c均未滑落时线速度一定相等

  D. b开始滑动时的转速是

思路分析:木块随圆盘一起转动,水平方向只受静摩擦力,故由静摩擦力提供向心力,则,当圆盘的角速度增大时,圆盘提供的静摩擦力随之增大,当需要的向心力大于最大静摩擦力时,即,物体滑动,因此哪个滑块先滑动与质量无关,只由半径决定,故b、c所受的摩擦力不相等,但同时从水平圆盘上滑落,A选项错误;当a、b和c均未滑落时,在同一转盘上无相对运动,因此它们的角速度相等,,所以a、c所受摩擦力的大小相等,B选项正确;b和c均未滑落时由知,线速度大小相等,方向不相同,故C选项错误;b开始滑动时,最大静摩擦力提供向心力,,解得,故D选项错误。