圆周运动-圆盘模型
圆周运动-圆盘模型精编版

圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA =10 cm,rB=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
六种圆周运动模型 ppt课件
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F合
mg
tan
F心
F心
mv2 r
mw2r
解得:
v gr
tan
w g
tan r
规律:稳定状态下,小球所处的位置越高,半径r越
大,角速度越小,线速度越大,而小球受到的支持
力和向心力并不随位置六的种圆变周运化动而模型变化。
4
三、火车转弯模型:
六种圆周运动模型
5
四、汽车过桥模型:
F向
ma
ห้องสมุดไป่ตู้
mv2 R
F向
ma
mv2 R
FN
G mv2 R
六种圆周运动模型
6
五、轻绳模型
1、安全通过最高点的临界条件:
v临 = gR
2、对最高点分析:
v>
gR
:绳子或外轨道对物体的弹力:
v2 F m G
R
方向竖直向下
v = g R :绳子或外轨道对物体的弹力:F=0
v< gR:物体不能过最高点!!!
v = g R 是物体所六种受圆周弹运力动模方型 向变化的临界速度。 7
六种圆周运动模型分析
六种圆周运动模型
1
一、圆盘模型:
F合f F心mr2vm2w r
当f最大值时: f mg 线速度有最大值:v gr
g
角速度有最大值:w r
六种圆周运动模型
2
二、圆锥摆模型: 由拉力F和重力G的合力提供向心力
六种圆周运动模型
3
倒置圆锥摆模型:
1.如果内壁光滑,由重力和支持力的合力提供向心力
圆周运动-圆盘模型.
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圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B 两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA =10 cm,rB=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
专题09 圆周运动七大常考模型(解析版)
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专题09 圆周运动七大常考模型(解析版)2020年高考物理一轮复热点题型归纳与变式演练专题09 圆周运动七大常考模型专题导航】目录题型一水平面内圆盘模型的临界问题在水平面内,圆盘绕自身的对称轴做匀速圆周运动时,当圆盘上一点的速度等于圆盘上任意一点的速度时,该点所在的半径为临界半径。
此时,圆盘上该点所受的向心力最大,达到极限值。
热点题型二竖直面内圆周运动的临界极值问题在竖直面内,圆周运动的临界问题与水平面内的类似,但由于竖直面内的向心力方向不再垂直于重力方向,因此需要通过分解向心力和重力的合力来求解临界速度和临界半径。
球-绳模型或单轨道模型球-绳模型指的是一个质量为m的小球通过一根质量忽略不计的细绳悬挂在竖直方向上,并绕着一个半径为R的竖直圆周做匀速圆周运动的模型。
单轨道模型则是一个质量为m 的小球沿着一个半径为R的水平圆周滑行的模型。
这两个模型的分析方法类似,都需要通过分解合力来求解运动的参数。
球-杆模型或双轨道模型球-杆模型指的是一个质量为m的小球沿着一个质量忽略不计的细杆滚动的模型。
双轨道模型则是一个质量为m的小球沿着两个半径分别为R1和R2的圆轨道滚动的模型。
这两个模型的分析方法也类似,都需要通过分解合力来求解运动的参数。
热点题型三斜面上圆周运动的临界问题在斜面上,圆周运动的临界问题与水平面内的类似,但由于斜面的存在,需要通过分解合力来求解临界速度和临界半径。
热点题型四圆周运动的动力学问题圆周运动的动力学问题主要涉及到角加速度、角速度和角位移等参数的计算。
在这类问题中,需要利用牛顿第二定律和角动量守恒定律等物理定律来分析运动状态。
圆锥摆模型圆锥摆模型指的是一个质量为m的小球通过一根质量忽略不计的细绳悬挂在竖直方向上,并绕着一个半径为R的圆锥面做匀速圆周运动的模型。
在分析这种模型时,需要考虑到向心力和重力的合力方向与竖直方向的夹角,以及圆锥面的倾角等因素。
车辆转弯模型车辆转弯模型主要涉及到车辆在转弯时所受的向心力和摩擦力等因素。
高考物理模型之圆周运动模型
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高考物理模型之圆周运动模型-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第二章 圆周运动解题模型:一、水平方向的圆盘模型1. 如图1.01所示,水平转盘上放有质量为m 的物块,当物块到转轴的距离为r 时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)。
物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍,求:(1)当转盘的角速度ωμ12=gr 时,细绳的拉力F T 1。
(2)当转盘的角速度ωμ232=g r 时,细绳的拉力F T 2。
图2.01解析:设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为ω0,则μωmg m r =02,解得ωμ0=g r 。
(1)因为ωμω102=<gr ,所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力,则物与盘间还未到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0,即F T 10=。
(2)因为ωμω2032=>g r ,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉力F T 2,由牛顿的第二定律得:F mg m r T 222+=μω,解得F mgT 22=μ。
2. 如图2.02所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A 、B 两个小物块。
A 的质量为m kg A =2,离轴心r cm 120=,B 的质量为m kg B =1,离轴心r cm 210=,A 、B 与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度ω0为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A 、B 与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大(g m s =102/)图2.02解析:(1)ω较小时,A 、B 均由静摩擦力充当向心力,ω增大,F m r =ω2可知,它们受到的静摩擦力也增大,而r r 12>,所以A 受到的静摩擦力先达到最大值。
ω再增大,AB 间绳子开始受到拉力。
由F m r fm =1022ω,得:ω011111055===F m r m g m r rad s fm./ (2)ω达到ω0后,ω再增加,B 增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供,A 增大的向心力靠增加拉力来提供,由于A 增大的向心力超过B 增加的向心力,ω再增加,B 所受摩擦力逐渐减小,直到为零,如ω再增加,B 所受的摩擦力就反向,直到达最大静摩擦力。
圆周运动-圆盘模型
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圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg 的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为r A=10 cm,r B=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
圆周运动-圆盘模型
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圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B 两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是( )A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA=10 cm,rB=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
圆周运动-圆盘模型
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圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA =10 cm,rB=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
圆周运动圆盘模型
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圆周运动——圆盘模型1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块与转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力就是其重力的k倍,求:2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0、5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。
A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0、4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点).A与B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都就是f m,两物块A与B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的就是( )A.B所受合外力一直等于A所受合外力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩擦力一直指向圆心D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0、5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A与B,它们与盘间的动摩擦因数相同、当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况就是( )A、两物体均沿切线方向滑动B、两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C、两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA =10 cm,rB=40 cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
第20讲 水平面和斜面上的圆周运动(转盘模型)及其临界问题(解析版)

第20讲 水平面和斜面上的圆周运动(转盘模型)及其临界问题1.(2021·山东)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L 的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O 转动,另一端与质量为m 的小木块相连。
木块以水平初速度v 0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。
在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为( )A .mv 022πLB .mv 024πLC .mv 028πLD .mv 0216πL【解答】解:因为细杆为轻质细杆,又因为其一端绕竖直光滑轴O 转动,所以杆对球的力沿杆,即杆对球不做功,对小球完成一个完整的圆周运动过程,由动能定理得﹣f •2πL=0−12mv 02,解得摩擦力f =mv 024πL,故B 正确,ACD 错误。
故选:B 。
一. 知识总结1.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F m =m v 2r ,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)运动实例2.解决临界问题的注意事项(1)先确定研究对象受力情况,看哪些力充当向心力,哪些力可能突变引起临界问题。
(2)注意分析物体所受静摩擦力大小和方向随圆盘转速的变化而发生变化。
(3)关注临界状态,例如静摩擦力达到最大值时,静摩擦力提供向心力,随转速的增大,静摩擦力增大,当所需向心力大于最大静摩擦力时开始相对滑动,出现临界情况,此时对应的角速度为临界角速度。
3.斜面上圆周运动的临界问题在斜面上做圆周运动的物体,根据受力情况的不同,可分为以下三类。
(1)物体在静摩擦力作用下做圆周运动。
(2)物体在绳的拉力作用下做圆周运动。
高考物理模型之圆周运动模型

第二章 圆周运动解题模型:一、水平方向的圆盘模型1. 如图1.01所示,水平转盘上放有质量为m 的物块,当物块到转轴的距离为r 时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)。
物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍,求:(1)当转盘的角速度ωμ12=gr时,细绳的拉力T 1。
(2)当转盘的角速度ωμ232=gr时,细绳的拉力T 2。
图2.010μωmg m r =0ωμ0=gr。
(1)因为ωμω102=<gr,所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力,则物与盘间还未到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0T 1(2)因为ωμω2032=>gr,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉T 2由牛顿的第二定律得F mg m r T 22+=μω解得F T 22=。
2. 如图2.02所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A 、B 两个小物块。
A A 1B B 2,A 、B 与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度ω0为多少时,细线上开始出现张力? (2)欲使A 、B 与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?(g m s =10/)图2.02解析:(1)ω较小时,A 、B 均由静摩擦力充当向心力,ω增大,F m r =ω可知,它们受到的静摩擦力也增大,而12,所以A 受到的静摩擦力先达到最大值。
ω再增大,AB 间绳子开始受到拉力。
由F m r fm =102ω,得:ω011111055===F m r m gm r rad s fm ./ (2)ω达到ω0后,ω再增加,B 增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供,A 增大的向心力靠增加拉力来提供,由于A 增大的向心力超过B 增加的向心力,ω再增加,B 所受摩擦力逐渐减小,直到为零,如ω再增加,B 所受的摩擦力就反向,直到达最大静摩擦力。
如ω再增加,就不能维持匀速圆周运动了,A 、B 就在圆盘上滑动起来。
圆周运动_圆盘模型

A.B所受合外力一直等于A所受合外力
B.A受到的摩擦力一直指向圆心
C.B受到的摩擦力一直指向圆心
D.AB两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为
5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一
小物块A,其质量为m= 2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力 的k倍(k=0.5),试求
A.两物体均沿切线方向滑动
B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远
C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动
D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远
7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg
的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rA=10 cm, rB=40 cm,A、B与盘面间 最大静摩擦力均为重力的0.4倍。如果圆盘的转速可以从零开始由小到大的调
圆周运动——圆盘模型
1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时, 连接物块和转轴的绳刚好被拉直 (绳中力为零) ,物块与转盘间最大静摩擦力是 其重力的k倍,求:
2、(1)转盘的角速度为时绳中的力T1;
(2)转盘的角速度为时绳中的力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个 小物块。A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的 摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:
⑴当圆盘转动的角速度3=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向 如何?
⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(g=10m/s2)
6如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等 的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚 好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()
最全的圆周运动模型

圆周运动模型一、匀速圆周运动模型 1.随盘匀速转动模型1.如图,小物体m 与圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是: A .受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 B .摩擦力的方向始终指向圆心O C .重力和支持力是一对平衡力 D .摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力 2. 如图所示,质量为m 的小物体系在轻绳的一端,轻绳的另一端固定在转轴上。
轻绳长度为L 。
现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度 做匀速圆周运动,求:(1)物体运动一周所用的时间T ;(2)绳子对物体的拉力。
3、如图所示,MN 为水平放置的光滑圆盘,半径为1.0m ,其中心O 处有一个小孔,穿过小孔的细绳两端各系一小球A 和B ,A 、B 两球的质量相等。
圆盘上的小球A 作匀速圆周运动。
问(1)当A 球的轨道半径为0.20m 时,它的角速度是多大才能维持B 球静止?(2)若将前一问求得的角速度减半,怎样做才能使A 作圆周运动时B 球仍能保持静止?4、如图4所示,a 、b 、c 三物体放在旋转水平圆台上,它们与圆台间的动摩擦因数均相同,已知a 的质量为2m ,b 和c 的质量均为m ,a 、b 离轴距离为R ,c 离轴距离为2R 。
当圆台转动时,三物均没有打滑,则:(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A.这时c 的向心加速度最大 B .这时b 物体受的摩擦力最小C.若逐步增大圆台转速,c 比b 先滑动 D .若逐步增大圆台转速,b 比a 先滑动5、如右图所示,某游乐场有一水上转台,可在水平面内匀速转动,沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩,假设两小孩的质量相等,他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时,某一时刻两小孩突然松手,则两小孩的运动情况是( ) A .两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 B .两小孩均沿半径方向滑出后落入水中C .两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中D .甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中6、线段OB=AB ,A 、B 两球质量相等,它们绕O 点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时,如图4所示,两段线拉力之比T AB :T OB =______。
六种圆周运动模型

m v2 FN G R
五、轻绳模型
1、安全通过最高点的临界条件:
v临 = gR
2、对最高点分析:
v>
v2 gR :绳子或外轨道对物体的弹力: F m R G
方向竖直向下
v = gR :绳子或外轨道对物体的弹力:F=0
:物体不能过最高点!!! v< gR
v = gR 是物体所受弹力方向变化的临界速度。
m v2 F心 m w2 r r
解得:
v
w
gr tan
g tan r
规律:稳定状态下,小球所处的位置越高,半径r越 大,角速度越小,线速度越大,而小球受到的支持 力和向心力并不随位置的变化而变化。
三、火车转弯模型:
四、汽车过桥模型:
m v2 F向 m a R
m v2 F向 m a R
六、轻杆模型
1、安全通过最高点的临界条件:
v临 = gR
2、对最高点分析:
v> gR :绳子或轨道对物体的弹力:
v2 F m G R
方向竖直向下
v = gR :轻杆或管道对物体的弹力:F=0
:轻杆或管道对物体的弹力: v< gR
v2 FN G m R
方向竖直向上
v = gR
是物体所受弹力方向变化的临界速度。
六种圆周运动模型分析
一、圆盘模型:
m v2 F合 f F心 m w2 r r
当f最大值时:
f m g
线速度有最大值:v
grHale Waihona Puke 角速度有最大值:w
g
r
二、圆锥摆模型:
由拉力F和重力G的合力提供向心力
倒置圆锥摆模型:
1.如果内壁光滑,由重力和支持力的合力提供向心力
圆盘模型知识点总结初中

一、圆盘模型的概念圆盘模型是指在一块平面上旋转的一个闭合曲线所形成的立体图形。
它由一个固定中心点和一个固定半径组成,可以在平面上旋转,形成一个立体图形。
圆盘模型是圆的立体表现,它是由平面上的一个圆旋转而成的,是一种非常基础的几何图形。
二、圆盘模型的基本元素1. 圆心:圆盘模型的中心点,固定不动。
2. 圆周:圆盘模型的边界,由一条圆形曲线组成。
3. 半径:连接圆心和圆周上的任意一点所形成的线段,圆盘模型的尺寸依赖于半径的大小。
4. 直径:穿过圆心并且两端点在圆周上的线段,是半径的两倍长度。
5. 表面积:圆盘模型的表面总体积,表示圆盘模型表面的大小。
6. 体积:圆盘模型所包围的空间的大小,即圆盘的三维立体大小。
三、圆盘模型的性质1. 圆盘模型的表面积公式:圆盘模型的表面积等于2πr^2,其中r为圆的半径。
2. 圆盘模型的体积公式:圆盘模型的体积等于πr^2h,其中r为圆的半径,h为圆盘模型的高度。
3. 圆盘模型的特点:圆盘模型的表面积和体积与半径相关,与高度相关。
4. 圆盘模型的应用:圆盘模型可以应用于许多实际问题,如圆盘模型可以用来表示圆柱体、圆锥体、圆球等立体图形。
四、圆盘模型的应用1. 计算圆柱体的表面积和体积:圆盘模型可以用来表示圆柱体,利用圆盘模型的表面积公式和体积公式可以方便地计算圆柱体的表面积和体积。
2. 计算圆锥体的表面积和体积:圆盘模型可以用来表示圆锥体,利用圆盘模型的表面积公式和体积公式可以方便地计算圆锥体的表面积和体积。
3. 计算圆球的表面积和体积:圆盘模型可以用来表示圆球,利用圆盘模型的表面积公式和体积公式可以方便地计算圆球的表面积和体积。
4. 计算其他圆盘模型的表面积和体积:圆盘模型还可以应用于其他更复杂的立体图形,如圆环、球冠等,利用圆盘模型的公式可以方便地计算这些立体图形的表面积和体积。
1. 圆盘模型表面积的计算:圆盘模型的表面积等于2πr^2,其中r为圆的半径。
要计算圆盘模型的表面积,首先要求出圆的半径,然后代入公式进行计算。
六种圆周运动模型

m v2 FN G R
五、轻绳模型
1、安全通过最高点的临界条件:
v临 = gR
2、对最高点分析:
v>
v2 gR :绳子或外轨道对物体的弹力: F m R G
方向竖直向下
v = gR :绳子或外轨道对物体的弹力:F=0
:物体不能过最高点!!! v< gR
v = gR 是物体所受弹力方向变化的临界速度。
六、轻杆模型
1、安全通过最高点的临界条件:
v临 = gR
2、对最高点分析:
v> gR :绳子或轨道对物体的弹力:
v2 F m G R
方向竖直向下
v = gR :轻杆或管道对物体的弹力:F=0
:轻杆或管道对物体的弹力: v< gR
v2 FN G m R方向竖直向上v = gR
是物体所受弹力方向变化的临界速度。
六种圆周运动模型分析
一、圆盘模型:
m v2 F合 f F心 m w2 r r
当f最大值时:
f m g
线速度有最大值:v
gr
角速度有最大值:w
g
r
二、圆锥摆模型:
由拉力F和重力G的合力提供向心力
倒置圆锥摆模型:
1.如果内壁光滑,由重力和支持力的合力提供向心力
mg F合 F心 tan
m v2 F心 m w2 r r
解得:
v
w
gr tan
g tan r
规律:稳定状态下,小球所处的位置越高,半径r越 大,角速度越小,线速度越大,而小球受到的支持 力和向心力并不随位置的变化而变化。
三、火车转弯模型:
四、汽车过桥模型:
m v2 F向 m a R
m v2 F向 m a R
高考物理模型之圆周运动模型

第二章 圆周运动解题模型:一、水平方向的圆盘模型1. 如图1.01所示,水平转盘上放有质量为m 的物块,当物块到转轴的距离为r 时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直〔绳上张力为零〕。
物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍,求:〔1〕当转盘的角速度ωμ12=gr时,细绳的拉力F T 1。
〔2〕当转盘的角速度ωμ232=gr时,细绳的拉力F T 2。
图2.01解析:设转动过程中物体与盘间恰好到达最大静摩擦力时转动的角速度为ω0,则μωmg m r =02,解得ωμ0=gr。
〔1〕因为ωμω102=<gr,所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力,则物与盘间还未到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0,即F T 10=。
〔2〕因为ωμω2032=>gr,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉力F T 2,由牛顿的第二定律得:F mg m r T 222+=μω,解得F mgT 22=μ。
2. 如图2.02所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A 、B 两个小物块。
A 的质量为m kg A =2,离轴心r cm 120=,B 的质量为m kg B =1,离轴心r cm 210=,A 、B 与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的倍,试求:〔1〕当圆盘转动的角速度ω0为多少时,细线上开始出现张力? 〔2〕欲使A 、B 与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?〔g m s =102/〕图2.02解析:〔1〕ω较小时,A 、B 均由静摩擦力充当向心力,ω增大,F m r =ω2可知,它们受到的静摩擦力也增大,而r r 12>,所以A 受到的静摩擦力先到达最大值。
ω再增大,AB 间绳子开始受到拉力。
由F m r fm =1022ω,得:ω011111055===F m r m gm r rad s fm ./ 〔2〕ω到达ω0后,ω再增加,B 增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供,A 增大的向心力靠增加拉力来提供,由于A 增大的向心力超过B 增加的向心力,ω再增加,B 所受摩擦力逐渐减小,直到为零,如ω再增加,B 所受的摩擦力就反向,直到达最大静摩擦力。
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圆周运动——圆盘模型
1、如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零),物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,求:
2、(1)转盘的角速度为时绳中的张力T1;
(2)转盘的角速度为时绳中的张力T2。
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。
A的质量为,离轴心,B的质量为,离轴心,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求:(1)当圆盘转动的角速度为多少时,细线上开始出现张力?
(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?()
3、如图11所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为
m的A、B两个小物块。
A离轴心r
1=20 cm,B离轴心r
2
=30 cm,A、B与圆盘
面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?
(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?
(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A、B将怎样运动?
4、如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B
两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()
A.B所受合外力一直等于A所受合外力
B.A受到的摩擦力一直指向圆心
C.B受到的摩擦力一直指向圆心
D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为
5、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求
⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?
⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大
角速度多大?(g=10m/s2)
6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是()
A.两物体均沿切线方向滑动
B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远
C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动
D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远
7、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个质量均为m=1kg
的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为r
A =10 cm,r
B
=40 cm,A、B与盘面间
最大静摩擦力均为重力的0.4倍。
如果圆盘的转速可以从零开始由小到大的调节,试求:(g取10 m/s2)
(1)如图甲所示,A、B之间没有细线相连,随着圆盘转速的增大,哪一个物体先发生相对圆盘的滑动?
(2)如图乙所示,A、B之间用刚好拉直的细线相连,当细线上开始出现弹力T 时,圆盘的角速度ω1多大?当A开始滑动时,圆盘的角速度ω2多大?
(3)当A即将滑动时,烧断细线。
请在图丙给出的坐标系中,为坐标轴选取合适的标度,作出烧断细线之前,细线上的弹力T随圆盘角速度平方ω2的变化关系图线。
甲乙
参考答案
1、设角速度为ω0时绳刚好被拉直且绳中张力为零,则由题意有:
………………①
解得:………………②
(1)当转盘的角速度为时,有:
∵,物体所受静摩擦力足以提供物体随转盘做圆周运动所需向心力……③
即:T1=0………………④
(2)当转盘的角速度为时,有:
∵,物体所受最大静摩擦力不足以提供物体随转盘做圆周运动所需向心力……⑤
则:………………⑥
解得:………………⑦
2(1)较小时,A、B均由静摩擦力充当向心力,增大,可知,它们受到的静摩擦力也增大,而,所以A受到的静摩擦力先达到最大值。
再增大,AB间绳子开始受到拉力。
由,得:
(2)达到后,再增加,B增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供,A增大的向心力靠增加拉力来提供,由于A增大的向心力超过B增加的向心力,再增加,B所受摩擦力逐渐减小,直到为零,如再增加,B所受的摩擦力就反向,直到达最大静摩擦力。
如再增加,就不能维持匀速圆周运动了,A、B 就在圆盘上滑动起来。
设此时角速度为,绳中张力为,对A、B受力分析:对A有
对B有
联立解得:
3【答案】(1)ω≤3.7rad/s (2)4.0rad/s (3)A随圆盘一起转动,B做离心运动(1)当B所需向心力时,细线上的张力为0,即,
得。
即当时,细线上不会有张力。
(2)当A、B所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度达到最大值ω
m
,
超过ω
m 时,A、B将相对圆盘滑动。
设细线中的张力为F
T。
对A:,对B:,
得。
(3)烧断细线时,A做圆周运动所需向心力,又最大静摩擦力为0.4mg,则A随盘一起转动。
B此时所需向心力,大于它的最大静摩擦力0.4mg,因此B 将做离心运动。
4、CD
5、⑴………………………①
方向为指向圆心。
……………………………②
⑵…………………………③
6、解析:根据两个物体的质量相等且与盘间动摩擦因数相同可知,它们与盘间
的最大静摩擦力大小相等.当它们刚好还未发生滑动时,对物体A:f
max +T=mω2·r
A
,
对物体B:f
max -T=mω2·r
B
.若细线烧断,对A而言,仅靠f
max
不足以提供需要的向
心力,A将沿半径方向相对圆盘发生滑动;对物体B,由静摩擦力提供需要的向心力,它将仍随圆盘一起做匀速圆周运动.选项D正确.
答案:D
7、(1)B先滑动(2)rad/s,4 rad/s。