高中物理必修2勻速圓周運(yùn)動(dòng)”的典型例題2-文庫吧
2025-03-20 02:37 本頁面
【正文】 誤認(rèn)識(shí)，其原因是忘記了研究運(yùn)動(dòng)時(shí)所相對(duì)的參照系．通常說做圓運(yùn)動(dòng)的物體有沿線速度方向飛出的趨勢(shì)，是指以地球?yàn)閰⒄障刀缘模o摩擦力的方向總是跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，應(yīng)該是指相互接觸的兩個(gè)相關(guān)物體來說的，即是對(duì)盤面參照系．也就是說，對(duì)站在盤上跟盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的觀察者，木塊時(shí)刻有沿半徑向外滑出的趨勢(shì)，所以，木塊受到盤面的摩擦力方向應(yīng)該沿半徑指向中心 【例3】在一個(gè)水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放有a、b、c三個(gè)物體，它們跟臺(tái)面間的摩擦因數(shù)相同．a(chǎn)的質(zhì)量為2m，b、c各為m．a(chǎn)、b離轉(zhuǎn)軸均為r，c為2r．則[ ]a．若a、b、c三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)未發(fā)生滑動(dòng)，a、c的向心加速度比b大b．若a、b、c三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)未發(fā)生滑動(dòng)，b所受的靜摩擦力最小c．當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，c最先發(fā)生滑動(dòng)d．當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，a比b先滑動(dòng)【分析】a、 b、 c三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們的角速度都等于轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度，設(shè)為ω．根據(jù)向心加速度的公式an=ω2r，已知ra=rb＜rc，所以三物體向心加速度的大小關(guān)系為aa=ab＜ac．a(chǎn)錯(cuò)．三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由轉(zhuǎn)臺(tái)的靜摩擦力提供向心力，即f =fn=mω2r，所以三物體受到的靜摩擦力的大小分別為fa=maω2ra=2mω2r，fb=mbω2rb=mω2r，fc=mcω2rc =mω22r=2mω2r．即物體b所受靜摩擦力最小．b正確．由于轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物體的靜摩擦力有一個(gè)最大值，設(shè)相互間摩擦因數(shù)為μ，靜摩擦力的最大值可認(rèn)為是fm=μmg．由fm=fn，即得不發(fā)生滑動(dòng)的最大角速度為即離轉(zhuǎn)臺(tái)中心越遠(yuǎn)的物體，使它不發(fā)生滑動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的最大角速度越?。捎趓c＞ra=rb，所以當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速逐漸增加時(shí)，物體c最先發(fā)生滑動(dòng)．轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，物體a、b將同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)．c正確，d錯(cuò)．【答】b、c． 【例4】如圖，光滑的水平桌面上釘有兩枚鐵釘a、b，相距l(xiāng)0=．長l=1m的柔軟細(xì)線一端拴在a上，另一端拴住一個(gè)質(zhì)量為500g的小球．小球的初始位置在ab連線上a的一側(cè)．把細(xì)線拉直，給小球以2m／s的垂直細(xì)線方向的水平速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)．由于釘子b的存在，使細(xì)線逐步纏在a、b上．若細(xì)線能承受的最大張力tm=7n，則從開始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂歷時(shí)多長？【分析】小球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于細(xì)線逐步繞在a、b兩釘上，小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑會(huì)逐漸變小，但小球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小保持不變．【
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