物理:5.7《向心力》随堂学案(新人教版必修2)
物理:5.7《向心力》随堂学案(新人教版必修2)第3页

线速度v=√grcotθ,角速度ω=√grcotθ/r,周期T=2π√(r/gcotθ) 。

【答案】AB

【类题总结】由此可见,球的线速度随轨道半径的增大而增大,所以A球的线速度必定大于B球的线速度。球的角速度随半径的增大而减小,周期随半径的增大而增大,所以A球的角速度小于B球的角速度,A球的周期大于B球的周期,A球的运动频率小于B球的运动频率。

【例4】如图6-7-9所示,细绳一端系着质量M=0.6kg的物体,静止在水平面上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2m.并知M和水平面的最大静摩擦力为2N.现使此平面绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围m会处于静止状态?(g取10m/s2)

【思路分析】设物体M和水平面保 持相对静止,当ω具有最小值时, 图6-7-9

M有向圆心运动的趋势.所以M受到的静摩擦力方向沿半径向外,且等于最大静摩擦力.当ω具有最大值,M有离开圆心趋势,M受到最大静摩擦力为2N,指向圆心.

【答案】①当ω具有最小值时,隔离M受力分析有,

T-f_m=M〖ω_1〗^2 r

又T=mg

0.3×10-2=0.6〖ω_1〗^2×0.2

ω_1=2.9rad/s

②当ω具有最大值时,隔离M受力分析有,

T+f_m=M〖ω_2〗^2 r

又T=mg

0.3×10+2=0.6〖ω_2〗^2×0.2

ω_2=6.5rad/s

∴ω的范围是2.9 rad/s≤ω≤6.5rad/s

【类题总结】应取物体M研究,物体M随盘转动的向心力应由绳的拉力和盘面的摩擦力提供,摩擦力可能为零,可