2023年高三物理一轮复习教学案27圆周运动中的临界问题doc高中物理.docx

2023高三物理一轮复习教学案（26）--圆周运动中的临界问题 【学习目标】 1.熟练处理水平面内的临界问题 2.掌握竖直面内的临界问题 【自主学习】 一．水平面内的圆周运动 例1： 如图8—1所示水平转盘上放有质量为m的物快，当物块到转轴的距离为r时,假设物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的倍，求转盘转动的最大角速度是多大？ r 注：分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键 图8—1 二．竖直平面内圆周运动中的临界问题 .o …. 图8—2甲 图8—2乙 图8—3甲 图8—3乙 1． 如图8—2甲、乙 所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况 临界条件 能过最高点的条件 ，此时绳或轨道对球分别产生______________ 不能过最高点的条件 2． 如图8—3甲、乙所示，为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况 竖直平面内的圆周运动，往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题，中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态，下面对这类问题进行简要分析。 能过最高点的条件 ，此时杆对球的作用力 当0<V<时，杆对小球 ，其大小 当v=时，杆对小球 当v>时，杆对小球的力为 其大小为____________ 讨论：绳与杆对小球的作用力有什么不同？ 例2．长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图8—4所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，（g=10m/s）那么此时细杆OA受的（ ） A A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力 【针对训练】 图8—4 1． 汽车与路面的动摩擦因数为，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）问：假设路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车最大速度应为多少？ 2． 长为L的细绳，一端系一质量为m的小球,另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，现给小球一水平初速度v，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好过最高点，那么以下说法中正确的选项是：（ ） A. 小球过最高点时速度为零 B.小球开始运动时绳对小球的拉力为m C.小球过最高点时绳对小的拉力mg D.小球过最高点时速度大小为 b a 3.如图8—5所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，先给小球一初速度，使它做圆周运动。图中 a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,那么杆对小球的作用力可能是：( ) A．a处为拉力 b处为拉力 B. a 处为拉力 b处为推力 C. a 处为推力 b处为拉力 D。a处为推力 b处为拉力 图8—5 4．以下说法中正确的选项是：（ ） A.在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯 B.火车转弯速率小于规定的数值时，内轨将会受压力作用 C.飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机的翅膀一定处于倾斜状态 D.汽车转弯时需要的向心力由司机转动方向盘所提供的力 【能力训练】 1.如图8—6所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R,C离轴为2R，那么当圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）：（ ） A.C物的向心加速度最大 B.B物的静摩擦力最小 C.当圆台转速增加时，C比A先滑动 D. 当圆台转速增加时，B比A先滑动 2． 如图8—7所示，物体与圆筒壁的动摩擦因数为，圆筒的半径为R，假设要物体不滑下，圆筒的角速度至少为：（ ） A. B. C. D. C B A 图8—6 图8—7 图8—8 3.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是：（ ） A. B. C. D.2 E. 0 4．如图8—8 所示，小球在光华圆环内滚动，且刚好通过最高点，那么求在最低点的速率为：（ ） A.4gr B.2 C.2gr D. 5．汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为，半径为r，那么汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是：（ ） A. B. C. D. 6．如图8—9所示，长为L的轻杆一端固定一个小球，另一端固定在光滑水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在过最高点的速度,以下表达中正确的选项是：（ ） A.的极小值为 B. 由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 C.当由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大 m D.当由值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐增大 图8—9 A 7．如图8—10所示，质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动,A为传送带的终端皮带轮，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时，能水平抛出，皮带轮的转速至少为：（ ） A. B. C. D. 8．用绝缘细线拴住一带正电的小球，在方向竖直向上的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，那么正确的说法是：（ ） A. 当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小 B、当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大 C，小球可能做匀速圆周运动 D、小球不可能做匀速圆周运动 9．童非，江西人，中国著名体操运发动，首次在单杠工程实现了“单臂大回环〞，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，假设童非质量为65kg，那么，在完成“单臂大回环〞的过程中，童非的单臂至少要能够承受多大的力？(g=10m/s) 10．如图8—11所示，质量为m=100g的小物块，从距地面h=2.0m出的斜轨道上由静止开始下滑，与斜轨道相接的是半径r=0.4m的圆轨道， 假设物体运动到圆轨道的最高点A时，物块对轨道恰好无压力，求物块从开始下滑到A点的运动过程中克服阻力做的功。(g=10m/s) 圆周运动中的临界问题学案参考答案: 例1 = 拓展:T1 =0 T= 例2. B 针对训练:1.V= 2.D 3.AB 4.BC 能力训练：1.ABC 2.D 3.A 4.D 5.C 6.BC 7.C 8.C 9.5mg 10.1J