6.4.2 转盘模型（水平面内的圆周运动）物理人教版（2019）必修第二册(共23张PPT)
文档属性
| 名称 | 6.4.2 转盘模型（水平面内的圆周运动）物理人教版（2019）必修第二册(共23张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-21 06:47:24 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第六章圆周运动
6.4.2 转盘模型
复习回顾：
1、火车（汽车）转弯模型，理想速度？
2、汽车过拱形桥模型？
3、什么是航天器中的失重现象？是不是航天器不受重力了。
4、什么是离心现象？
5、发生离心现象的条件是什么？
6、离心现象的防止和利用？
一、水平转盘上运动物体的临界问题
水平转盘上运动物体的临界问题，主要涉及与摩擦力和弹力有关的临界极值问题。
（1）如果只有摩擦力提供向心力，物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，则最大静摩擦力Fm＝ ，方向指向圆心。
（2）如果水平方向除受摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水平面转动，其临界情况要根据题设条件进行判断，如判断某个力是否存在以及这个力存在时的方向(特别是一些接触力，如静摩擦力、绳的拉力等)。
（3）水平面内的圆周运动常见的临界问题
①物体恰好(没有)发生相对滑动，静摩擦力达到最大值。
②物体恰好要离开接触面，物体与接触面之间的弹力为0。
③绳子恰好断裂，绳子的张力达到最大承受值。
④物体所受支持力为0或绳子刚好伸直，绳子的张力恰好为0。
二、转盘模型（默认质量和摩擦因数均相同）
（1）类型一：
A
G
N
f
当f达到最大静摩擦力时ω最大
B
G
N
f
A
N
G
（2）类型二：
A:平衡
当f达到最大静摩擦力时ω最大
A
G
N
f
（3）类型三：
B
G
N
f
A
G
N
f
（4）类型四：研究方法和（3）相同
B
G
N
f
（5）类型五：
A
G
N
f
绳
当摩擦力达到最大静摩擦力时绳子才会出现拉力。
（6）类型六：
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
当f达到最大静摩擦力时ω最大
当A的摩擦力达到最大摩擦力时，A、B一起发生相对滑动。
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
（7）类型七：
①当绳子没有拉力时，同前面讲的类型三
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
②当 达到最大静摩擦力时，发生相对滑动
（8）类型八：
A
G
N
f
B
G
N
f
①当绳子没有拉力时，同前面讲的类型四
②当 达到最大静摩擦力时，绳子开始有拉力
此时
A
G
N
f
B
G
N
f
T
T
当T等于A物体的向心力时，A无摩擦
②-①得
A
G
N
f
B
G
N
f
T
T
③当 达到最大静摩擦力时，二者发生相对滑动
① B:T+=m②
②-①得
（9）类型九：
① B:-=m②
若则会发生相对滑动，A先动
若则A、B会一起发生相对滑动
例1.[安徽黄山“八校联盟”2023高一下期中] 如图所示，在水平转台上放置有
质量之比为 的滑块 和 （均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因
数之比 ； 到转轴 的距离为 ， 到转轴 的距离为 ，
C
A. 所受的摩擦力比 所受的摩擦力大
B. 、 的线速度大小相等
C.若转台转动的角速度缓慢增大，则 一定比 先开始滑动
D.若转台转动的角速度缓慢增大，则在任一滑块滑动前， 能达到的最大向心加速度为
且 ，转台绕转轴 匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止.认为最大静
摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 ，下列说法正确的是( )
例2.[浙江金华十校2023高一下联考] 如图所示，轻质细绳一端系着质量
的物体，在外力作用下静止在水平平台上，另一端通过光滑的中心小孔吊着质
量 的物体，物体 与圆孔距离为 ，已知物体 与水平平台
间的动摩擦因数 ，现撤去外力，使此平台绕中心轴线匀速转动，取重力
D
A. B. C. D.
加速度大小 ，两物体均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若物体 与水
平平台之间不发生相对滑动，则其转动角速度不可能是( )
例3.[重庆涪陵外国语学校2023高一下月考] （多选）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块
和 放在转盘上，两木块用长为 的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的
倍， 放在距离转轴 处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴 转动（重力加速度为 ）.开
始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，细绳始终未断裂
以下说法正确的是( )
ABD
A.当 时， 、 相对于转盘会滑动
B.当 时，细绳一定有弹力
C.当 时， 所受摩擦力变大
D.当 时， 所受摩擦力一直变大
例4.[浙江温州十校联合体2023高一下联考] 如图所示，叠放在水平转台上的物
体 、 随转台一起以角速度 匀速转动， 、 的质量分别为 、
， 与 、 与转台间的动摩擦因数都为 ， 和 离转台中心的距离
都为 ，重力加速度为 ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确
的是( )
C
A. 对 的摩擦力沿水平方向指向圆心 B. 对 的摩擦力一定为
C.转台对 的摩擦力的大小一定为 D.转台的角速度一定满足
典题 1
例5
思路引导：解这类问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动知识，列方程求解。
第六章圆周运动
6.4.2 转盘模型
复习回顾：
1、火车（汽车）转弯模型，理想速度？
2、汽车过拱形桥模型？
3、什么是航天器中的失重现象？是不是航天器不受重力了。
4、什么是离心现象？
5、发生离心现象的条件是什么？
6、离心现象的防止和利用？
一、水平转盘上运动物体的临界问题
水平转盘上运动物体的临界问题，主要涉及与摩擦力和弹力有关的临界极值问题。
（1）如果只有摩擦力提供向心力，物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，则最大静摩擦力Fm＝ ，方向指向圆心。
（2）如果水平方向除受摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水平面转动，其临界情况要根据题设条件进行判断，如判断某个力是否存在以及这个力存在时的方向(特别是一些接触力，如静摩擦力、绳的拉力等)。
（3）水平面内的圆周运动常见的临界问题
①物体恰好(没有)发生相对滑动，静摩擦力达到最大值。
②物体恰好要离开接触面，物体与接触面之间的弹力为0。
③绳子恰好断裂，绳子的张力达到最大承受值。
④物体所受支持力为0或绳子刚好伸直，绳子的张力恰好为0。
二、转盘模型（默认质量和摩擦因数均相同）
（1）类型一：
A
G
N
f
当f达到最大静摩擦力时ω最大
B
G
N
f
A
N
G
（2）类型二：
A:平衡
当f达到最大静摩擦力时ω最大
A
G
N
f
（3）类型三：
B
G
N
f
A
G
N
f
（4）类型四：研究方法和（3）相同
B
G
N
f
（5）类型五：
A
G
N
f
绳
当摩擦力达到最大静摩擦力时绳子才会出现拉力。
（6）类型六：
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
当f达到最大静摩擦力时ω最大
当A的摩擦力达到最大摩擦力时，A、B一起发生相对滑动。
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
（7）类型七：
①当绳子没有拉力时，同前面讲的类型三
B
G
N
fB
A
N
G
绳
fA
T
T
②当 达到最大静摩擦力时，发生相对滑动
（8）类型八：
A
G
N
f
B
G
N
f
①当绳子没有拉力时，同前面讲的类型四
②当 达到最大静摩擦力时，绳子开始有拉力
此时
A
G
N
f
B
G
N
f
T
T
当T等于A物体的向心力时，A无摩擦
②-①得
A
G
N
f
B
G
N
f
T
T
③当 达到最大静摩擦力时，二者发生相对滑动
① B:T+=m②
②-①得
（9）类型九：
① B:-=m②
若则会发生相对滑动，A先动
若则A、B会一起发生相对滑动
例1.[安徽黄山“八校联盟”2023高一下期中] 如图所示，在水平转台上放置有
质量之比为 的滑块 和 （均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因
数之比 ； 到转轴 的距离为 ， 到转轴 的距离为 ，
C
A. 所受的摩擦力比 所受的摩擦力大
B. 、 的线速度大小相等
C.若转台转动的角速度缓慢增大，则 一定比 先开始滑动
D.若转台转动的角速度缓慢增大，则在任一滑块滑动前， 能达到的最大向心加速度为
且 ，转台绕转轴 匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止.认为最大静
摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 ，下列说法正确的是( )
例2.[浙江金华十校2023高一下联考] 如图所示，轻质细绳一端系着质量
的物体，在外力作用下静止在水平平台上，另一端通过光滑的中心小孔吊着质
量 的物体，物体 与圆孔距离为 ，已知物体 与水平平台
间的动摩擦因数 ，现撤去外力，使此平台绕中心轴线匀速转动，取重力
D
A. B. C. D.
加速度大小 ，两物体均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若物体 与水
平平台之间不发生相对滑动，则其转动角速度不可能是( )
例3.[重庆涪陵外国语学校2023高一下月考] （多选）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块
和 放在转盘上，两木块用长为 的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的
倍， 放在距离转轴 处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴 转动（重力加速度为 ）.开
始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，细绳始终未断裂
以下说法正确的是( )
ABD
A.当 时， 、 相对于转盘会滑动
B.当 时，细绳一定有弹力
C.当 时， 所受摩擦力变大
D.当 时， 所受摩擦力一直变大
例4.[浙江温州十校联合体2023高一下联考] 如图所示，叠放在水平转台上的物
体 、 随转台一起以角速度 匀速转动， 、 的质量分别为 、
， 与 、 与转台间的动摩擦因数都为 ， 和 离转台中心的距离
都为 ，重力加速度为 ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确
的是( )
C
A. 对 的摩擦力沿水平方向指向圆心 B. 对 的摩擦力一定为
C.转台对 的摩擦力的大小一定为 D.转台的角速度一定满足
典题 1
例5
思路引导：解这类问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动知识，列方程求解。