选择物理规律:当确定了物体运动的临界状态和临界条件后,要分别对不同的运动过程或现象,选择相对应的物理规律,然后列方程求解.
7.相对滑动的临界问题2014新课标全国Ⅰ20多选如图6所示,两个质量均为m的小木块a和b可视为质点放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列
f说法正确的是
图6A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等
C.ω=
kg2l是
b
开始滑动的临界角速度
D.当ω=
23klg时,a所受摩擦力的大小为kmg
答案AC
解析小木块a、b做圆周运动时,由静摩擦力提供向心力,即f=mω2R
当角速度增加时,静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,发生相
对滑动,对木块a:fa=mωa2l,当fa=kmg时,kmg=mωa2l,ωa=
kgl;对木块
b:fb=mω
b
22l,当
fb=kmg
时,kmg=mω
b
22l,
ωb=
kg2l,所以
b
先达到最大静摩擦力,选项
A
正确;两木块滑
动前转动的角速度相同,则fa=mω2l,fb=mω22l,fafb,选项B
错误;当ω=
kg2l时
b
刚开始滑动,选项
C
正确;当
ω
=
2kg3l
时,a没有滑动,则fa=mω2l=32kmg,选项D错误.
8.绳子张力的临界问题如图7所示,水平杆固定在竖直杆上,两者互相垂直,水平杆上O、A两点连接有两轻绳,两绳的另一端都系在质量为m的小球上,OA=OB=AB,现通过转动竖直杆,使水平杆在水平面内做匀速圆周运动,三角形OAB始终在竖直平面内,若转动过
f程中OB、AB两绳始终处于拉直状态,则下列说法正确的是
图7A.OB绳的拉力范围为0~33mgB.OB绳的拉力范围为33mg~233mgC.AB绳的拉力范围为33mg~233mgD.AB绳的拉力范围为0~233mg答案B解析当转动的角速度为零时,OB绳的拉力最小,AB绳的拉力最大,这时两者的值相同,设为F1,则2F1cos30°=mg,F1=33mg,增大转动的角速度,当AB绳的拉力刚好等于零时,OB绳的拉力最大,设这时OB绳的拉力为F2,则F2cos30°=mg,F2=233mg,因此OB绳的拉力范围为33mg~233mg,AB绳的拉力范围为0~33mg,B项正确.9.接触与脱离的临界问题如图8所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球可视为质点,另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为FTg取10ms2,结果可用根式表示r