第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)培優(yōu)課(二)圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1．掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的分析方法．2．會(huì)分析水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題．3．會(huì)分析豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題．1．會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．2．臨界問(wèn)題的分析是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)．一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析思路1．如圖所示，圓盤(pán)上物體隨圓盤(pán)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；在光滑漏斗內(nèi)壁上，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)思考：它們運(yùn)動(dòng)所需要的向心力分別由什么力提供？提示：靜摩擦力；重力和支持力的合力．2．歸納總結(jié)(1)解題思路：凡是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定需要向心力．物體所受外力的合力充當(dāng)向心力，這是處理該類(lèi)問(wèn)題的理論基礎(chǔ)．(2)解題步驟：①明確研究對(duì)象：在處理圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，如果涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體時(shí)，首先得明確研究對(duì)象，這是研究問(wèn)題的關(guān)鍵．二、圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在某些特定位置上，存在著某一速度，若物體的實(shí)際速度小于(或大于)這個(gè)速度，物體就不能再繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)了，即臨界速度，此時(shí)物體的受力必滿足特定的條件，也就是臨界條件．此類(lèi)問(wèn)題常出現(xiàn)在豎直平面內(nèi)、斜面上或水平面上的圓周運(yùn)動(dòng)等變速圓周運(yùn)動(dòng)中，遇到有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)判斷屬于哪一類(lèi)情況，再通過(guò)受力分析來(lái)確定臨界狀態(tài)和臨界條件，然后靈活運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．(2)歸納總結(jié)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題通常碰到較多的是如下一些類(lèi)型：①與繩的彈力有關(guān)的臨界問(wèn)題：此問(wèn)題要分析出繩子恰好無(wú)彈力這一臨界狀態(tài)下的角速度(或線速度)等．②與支持面彈力有關(guān)的臨界問(wèn)題：此問(wèn)題要分析出恰好無(wú)支持力這一臨界狀態(tài)下的角速度(或線速度)等．③因靜摩擦力而產(chǎn)生的臨界問(wèn)題：此問(wèn)題要分析出靜摩擦力為零或最大時(shí)這一臨界狀態(tài)下的角速度(或線速度)等．2．豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，中學(xué)物理中只研究物體通過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)，下面對(duì)臨界問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析．(1)沒(méi)有物體支撐的小球(繩不可伸長(zhǎng)，圓軌道內(nèi)側(cè)光滑)，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)最高點(diǎn)的情況，如圖所示．(2)有物體支撐的小球(小球固定在輕桿上或小球沿內(nèi)壁光滑的圓管運(yùn)動(dòng))在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的情況，如圖所示．

如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤(pán)上放有一質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，連接物體和轉(zhuǎn)軸的繩子長(zhǎng)為r，物體與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力是其壓力的μ倍，轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度由零逐漸增大，求：【題后總結(jié)】當(dāng)某個(gè)力突然變?yōu)榱銜r(shí)，對(duì)應(yīng)物體會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的臨界狀態(tài)，如繩子突然斷裂、支持物的作用力突然變化、靜摩擦力充當(dāng)向心力