江苏省姜堰市张甸中学高三物理一轮复习 4.5 圆周运动的临界问题教学案+同步作业.doc

课题：4.5圆周运动的临界问题竖直面内圆周运动的临界问题分析对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语，常分析两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：轻绳模型轻杆模型常见类型均是没有支撑的小球 均是有支撑的小球过最高点的临界条件 由mg 得，v临 由小球能运动即可得v临0讨论分析(1)过最高点时，v ，fnmg ，绳、轨道对球产生弹力fn(2)不能过最高点v ，在到达最高点前小球已经 脱离了圆轨道(1)当v0时，fnmg，fn为支持力，沿半径背离圆心(2)当0v 时，fnmg ，fn背向圆心，随v的增大而减小(3)当v 时，fn0(4)当v 时，fnmg ，fn指向圆心并随v的增大而增大针对训练：1.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做匀速圆周运动求若使小球不离开桌面，其转速最大值是()a. b c. d 变式训练 如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴飞速转动，下列说法中正确的是() a物块处于平衡状态b物块受三个力作用c在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘d在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘 变式训练1如图所示，汽车质量为1.5104 kg，以不变的速度先后驶过凹形路面和凸形路面，路面圆弧半径均为15 m，如果路面承受到最大压力不得超过2.0105 n，汽车允许的最大速率是多少？(g10 m/s2)2长l0.5 m质量可忽略的细杆，其一端可绕o点在竖直平面内转动，另一端固定着一个物体a.a的质量为m2 kg，当a通过最高点时，如图.所示，求在下列两种情况下杆对小球的力：(1)a在最低点的速率为 m/s；(2)a在最低点的速度为6 m/s.张甸中学高三物理一轮复习作业课题：4.5圆周运动的临界问题 编制：胡光磊 审核：金龙峰班级 姓名 1质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的a点和c点，如图所示，当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则() a小球仍在水平面内做匀速圆周运动b在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大c若角速度较小，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d若角速度较大，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动2m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，a为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为 r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，a轮每秒的转数最少是 () a. b. c. d. 3.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为r，小球半径为r，则下列说法正确的是 ()a小球通过最高点时的最小速度vminb小球通过最高点时的最小速度vmin0c小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力d小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力4如图所示，半径为r，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内