2027届新高考物理热点精准复习圆周运动中的临界问题

2027届新高考物理热点精准复习圆周运动中的临界问题内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.理解竖直面内圆周运动的绳(环)、杆(管)模型特点.2.能求解水平面内圆周运动的临界、极值问题.3.了解离心现象及其产生的原因．核心体系活动方案活动一分析绳(环)模型问题[2026南通如皋测试]如图所示，一小球在最低点获得一初速度，沿着竖直平面内的光滑圆轨道做完整的圆周运动，则小球(

)1A.做匀速圆周运动B.在最高点可能不受轨道弹力C.在圆心等高点时的向心力由所受的合力提供D.在A点时的向心力由所受的合力提供B

如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随过山车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是(

)1A.过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B.人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力C.人在最低点时对座位的压力等于mgD.人在最低点时对座位的压力大于mgD2A活动二分析杆(管)模型问题[2025扬州开学考试]如图所示，轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随杆在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)2A.小球运动到最低点时，杆对球的作用力大于小球重力B.小球运动到最高点时，杆对球的作用力方向一定向上D.小球运动到水平位置A时，所受合外力一定指向O点A

如图所示，在竖直平面内固定着光滑圆管道．一小球从管道内的最低点以不同的初速度v0向右运动，球的直径略小于管的内径，不计空气阻力．用粗线表示小球在运动过程中对内管壁有作用力的区域，虚线为过O点的水平线，下列图示可能正确的是(

)3ABCDA活动三分析水平面内圆周运动的临界问题

如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R，则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)，下列说法中错误的是(

)3A.物体C的向心加速度最大B.物体B受到的静摩擦力最大D.当圆台转速增加时，C比A先滑动B1.物体做离心运动还是近心运动的判断．(1)当F＝0时，物体沿________方向飞出，做匀速直线运动.(2)当0<F<mrω2时，物体逐渐________圆心，做________运动.(3)当F>mrω2时，物体逐渐________圆心，做________运动．切线远离离心靠近近心2.例3中，物体与圆台间恰好不发生相对滑动的临界条件是什么？【答案】

静摩擦力达到最大值．[2024江苏卷]制作陶器时，在水平面内匀速转动的台面上有一些陶屑．假设陶屑与桌面间的动摩因数处处相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．将陶屑视为质点，则(

)4A.离转轴越近的陶屑质量越大B.离转轴越远的陶屑质量越大C.陶屑只能分布在台面的边缘处D.陶屑只能分布在一定半径的圆内D[2026常州月考]如图所示，相同的物块a、b用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上．当圆盘绕转轴转动时，物块a、b始终相对圆盘静止．下列关于物块a所受的摩擦力随圆盘角速度的平方(ω2)的变化关系正确的是(

)4ABCDD【解析】

转动过程中a、b角速度相同．当圆盘角速度较小时，a、b由静摩擦力充当向心力，绳子拉力为零，此过程中a、b所需要的摩擦力分别为fa＝mraω2，fb＝mrbω2，因为rb>ra，故fb>fa，又因为a、b与平台的最大静摩擦力相同，所以随着角速度增大，b先达到最大静摩擦力，当b达到最大静摩擦力f0时绳子开始出现拉力，此时对于a、b有fa－T＝mraω2，f0＋T＝mrbω2，联立可得fa＝m(ra＋rb)ω2－f0，由上述分析可知，绳子拉力出现之前fa－ω2图像的斜率为mra，绳子拉力出现之后图线的斜率为m(ra＋rb)，所以绳子有拉力时图线斜率变大．D正确．“绳子刚好伸直”的意思是“伸直但无张力”，注意“