高三物理水平面内圆周运动的两种模型专题辅导.pdf
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1、水平面内圆周运动的两种模型 胡勇 一、两种模型 模型圆台转动类 小物块放在旋转圆台上,与圆台保持相对静止,如图 1 所示 物块与圆台间的动摩擦因 数为 ,离轴距离为R,圆台对小物块的静摩擦力(设最大静摩擦力等于摩擦力)提供小物块 做圆周运动所需的向心力水平面内, 绳拉小球在圆形轨道上运动等问题均可归纳为“圆台 转动类” 图 1 临界条件圆台转动的最大角速度max= R g ,当max时,小物块脱离圆台轨道 模型火车拐弯类 如图 2 所示,火车拐弯时,在水平面内做圆周运动,重力mg 和轨道支持力N 的合力 F 提供火车拐弯时所需的向心力圆锥摆、汽车转弯等问题均可归纳为“火车拐弯类” 图 2 临界
2、条件若 v=tangr, 火车拐弯时, 既不挤压内轨也不挤压外轨;若 vtangr, 火车拐弯时, 车轮挤压外轨, 外轨反作用于车轮的力的水平分量与F 之和提供火车拐弯时所 需的向心力;若vtangr,火车拐弯时,车轮挤压内轨,内轨反作用于车轮的力的水平 分量与 F 之差提供火车拐弯时所需的向心力 二、两种模型的应用 例 1 如图 3 所示,半径为R 的洗衣筒,绕竖直中心轴00转动,小橡皮块P 靠在圆筒 内壁上,它与圆筒间的动摩擦因数为.现要使小橡皮块P 恰好不下落,则圆筒转动的角速 度 至少为多大 ?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 图 3 图 4 【解析】 此题属于 “圆台转动类” ,当小
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