高考物理一轮总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4节（课时2）平抛运动、圆周运动的临界问题：水平面内圆周运动的临界问题课件 鲁科版.ppt

热点突破 水平面内圆周运动的临界问题 1 热点透析 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 第四章曲线运动万有引力与航天 一 热点透析 1 热点透析 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ffm 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 水平面内圆周运动的临界极值问题 1 与摩擦力有关的临界问题 2 与弹力有关的临界问题 题型分类 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 二 典例剖析 2 典例剖析 1 转台的角速度较小时 谁提供向心力 2 物块a b谁先达到最大静摩擦力 3 细线上何时开始出现张力 4 细线上有张力时 谁提供物块a b的向心力 列出表达式 5 两物块何时开始滑动 转解析 转原题 1 转速为零时 oa ab拉力大小各怎样 2 随转速增大 oa ab绳拉力大小如何变化 3 当转速增大到某值时 两绳拉力会有何突变 转解析 转原题 三 规律方法 3 规律方法 1 判断临界状态 认真审题 找出临界状态 2 确定临界条件 分析该状态下物体的受力特点 3 选择物理规律 临界状态是一个 分水岭 岭 的两边连接着物理过程的不同阶段 各阶段物体的运动形式以及遵循的物理规律往往不同 4 结合圆周运动知识 列出相应的动力学方程综合分析 相对圆盘静止时 a b两物块角速度相等 1 a b两物体所受最大静摩擦力大小如何 2 随转速缓慢增加 a b两物体所需向心力的大小如何 3 随加速转动 哪个物体所需向心力首先达到能提供的最大静摩擦力 怎样求此时的角速度 本题详细解析见教辅 四 跟踪训练 4 跟踪训练 备用变式 对于上题 若木块转动的半径保持r 0 5m 则转盘转动的角速度范围是多少 跟踪训练 如图所示 质量为m的木块 用一轻绳拴着 置于很大的水平转盘上 细绳穿过转盘中央的细管 与质量也为m的小球相连 木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的 倍 0 2 当转盘以角速度 4rad s匀速转动时 要保持木块与转盘相对静止 木块转动半径的范围是多少 g取10m s2 1 当木块离圆心的距离很小时 随圆盘转动 木块会向圆心滑动 2 当木块恰好不向里滑动时 木块受力情况如何 遵从什么规律 3 若使木块半径再增大 木块所受各力情况又会如何变化 4 当木块半径达到最大值时 它所受各力情况怎样 如果再使木块半径增大一点 随圆盘的转动 木块将如何运动 转解析 扩展变式 解析由于转盘以角速度 4rad s匀速转动 因此木块做匀速圆周运动所需向心力为f mr 2 当木块匀速圆周运动的半径取最小值时 其所受最大静摩擦力与拉力方向相反 则有mg mg mrmin 2 解得rmin 0 5m 当木块匀速圆周运动的半径取最大值时 其所受最大静摩擦力与拉力方向相同 则有mg mg mrmax 2 解得rmax 0 75m 因此 要保持木块与转盘相对静止 木块