高考物理大一轮复习：专题提升：圆周运动中的临界问题课件.ppt

专题提升四,圆周运动中的临界问题,突破一 水平面内的匀速圆周运动中的临界问题 水平面内圆周运动的临界极值问题通常有两类，一类是与 摩擦力有关的临界问题，一类是与弹力有关的临界问题. (1)与摩擦力有关的临界极值问题 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，如果只是摩擦力提供向心力，则有 fm,mv2 r,，静,摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力， 如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一 个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件， 分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和 沿半径指向圆心.,(2)与弹力有关的临界极值问题,压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上 拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为 最大承受力等.,例 1：(多选，2016 年河南安阳二模)如图 Z4-1所示，粗糙 水平圆盘上，质量相等的 A、B 两物块叠放在一起，随圆盘一,起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(,),图 Z4-1 A.B 的向心力是 A 的向心力的 2 倍 B.盘对 B 的摩擦力是 B 对 A 的摩擦力的 2 倍 C.A、B 都有沿半径向外滑动的趋势 D.若 B 先滑动，则 B 对 A 的动摩擦因数A 小于盘对 B 的动 摩擦因数B,解析：根据 F向mr2 ，因为两物块的角速度大小相等， 转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故 A 错误；对 A、 B 整体分析， fB2mr2，对A分析，有：fAmr2 ，知盘对 B 的摩擦力是 B 对 A 的摩擦力的2 倍，故B 正确；A 所受的静摩 擦力方向指向圆心，可知 A 有沿半径向外滑动的趋势，B 受到 盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故 C,知 B 先达到临界角速度，可知 B 的临界角速度较小，即BA ， 故 D 错误. 答案：BC,突破二 竖直平面内的圆周运动中的临界问题 1.轻绳模型 如图 Z4-2 所示，没有物体支撑的小球，在竖直平面做圆周 运动过最高点的情况：,甲,乙,图 Z4-2,(3)不能过最高点的条件：vv临界(实际上球还没到最高点,时就脱离了轨道).,2.轻杆模型,甲,乙,图 Z4-3 如图 Z4-3 所示，球过最高点时，轻质杆对球产生的弹力情 况：,3.拱桥模型,图 Z4-4,如图 Z4-4 所示的小球在轨道的最高点时，如果 v ， 此时将脱离轨道做平抛运动，因为轨道对小球不能产生拉力.,例 2：(2016 年山东烟台模拟)一轻杆一端固定质量为 m 的 小球，以另一端 O 为圆心，使小球在竖直面内做半径为 R 的圆,周运动，如图 Z4-5 所示，则下列说法正确的是(,),A.小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是 C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速 度增大而增大 D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随,速度增大而减小,图 Z4-5,答案：A,突破三 斜面上的圆周运动中的临界问题,在斜面上做圆周运动的物体，因所受的控制因素不同，如 静摩擦力控制、绳控制、杆控制，物体的受力情况和所遵循的 规律也不相同.,例 3：(2016 年河南开封模拟)如图 Z4-6 所示，一块足够大 的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴 MN 调节其与水 平面所成的倾角.板上一根长为 l0.60 m 的轻细绳，它的一端 系住一质量为 m 的小球 P，另一端固定在板上的 O 点.当平板的 倾角固定为时，先将轻绳平行于水平轴 MN 拉直，然后给小球 一沿着平板并与轻绳垂直的初速度 v03.0 m/s.若小球能保持在 板面内做圆周运动，倾角的值应在什么范围内？(取重力加速 度 g10 m/s2