物理

大一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)第21課時(shí)專題強(qiáng)化：圓的臨界問題目標(biāo)要求1.會(huì)分析水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)及傾斜面內(nèi)物體做圓的向心力來源及動(dòng)力學(xué)問題。2.掌握分析判斷臨界問題的方法。課時(shí)精練內(nèi)容索引考點(diǎn)一水平面內(nèi)圓的臨界問題考點(diǎn)二豎直面內(nèi)圓的臨界問題考點(diǎn)三斜面上圓的臨界問題

水平面內(nèi)圓的臨界問題考點(diǎn)一2.與彈力有關(guān)的臨界極值問題(1)兩個(gè)接觸物體分離的臨界條件是物體間的彈力恰好為零。(2)繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且無彈力或繩上拉力恰好為最大承受力。

(2024·江蘇卷·8)生產(chǎn)陶瓷的工作臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，臺(tái)面上掉有陶屑，陶屑與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同(臺(tái)面足夠大)，則A.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越大B.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越小C.陶屑只能分布在圓臺(tái)邊緣D.陶屑只能分布在某一半徑的圓內(nèi)例1√

例2√√小木塊a、b做圓時(shí)，由靜摩擦力提供向心力，即Ff＝mω2R。當(dāng)角速度增大時(shí)，靜摩擦力增大，當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí)，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木塊a有Ffa＝

例3√√

物體做圓時(shí)，若物體的速度、角速度發(fā)生變化，會(huì)引起某些力(如拉力、支持力、摩擦力)發(fā)生變化，進(jìn)而出現(xiàn)某些物理量或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的突變，即出現(xiàn)臨界狀態(tài)，分析圓臨界問題的方法是讓角速度或線速度從小逐漸增大，分析各物理量的變化，找出臨界狀態(tài)?？偨Y(jié)提升返回豎直面內(nèi)圓的臨界問題考點(diǎn)二1.豎直面內(nèi)圓一般為變速圓，故除最高點(diǎn)和最低點(diǎn)(或等效最高點(diǎn)和等效最低點(diǎn))合外力指向圓心，其他位置合外力不指向圓心。2.在變速圓中，只需要把合外力沿圓心方向和速度方向正交分解，指向圓心的分力提供向心力，只改變速度的方向，沿切線方向的合力改變速度的大小。3.只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓機(jī)械能守恒，有其他力參與做功的可用動(dòng)能定理或能量守恒解題。4.豎直面內(nèi)圓的兩類模型

輕繩模型輕桿模型常見類型小球最高點(diǎn)沒有支撐

小球最高點(diǎn)有支撐最高點(diǎn)受力特征除重力外，物體受到的彈力方向：向下或等于零除重力外，物體受到的彈力方向：向下、等于零或向上

輕繩模型輕桿模型最高點(diǎn)受力示意圖

動(dòng)力學(xué)方程mg＋F彈＝mmg±F彈＝m

輕繩模型輕桿模型臨界特征F彈＝0mg＝m即vmin＝①恰好過最高點(diǎn)，v＝0，F(xiàn)彈＝mg②恰好無彈力，F(xiàn)彈＝0，v＝過最高點(diǎn)的條件在最高點(diǎn)的速度v≥v≥0

例4√√√

例5√√小球沿管道上升到最高點(diǎn)的速度可以為零，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力FN與小球重力在背離圓心方向的分力

分析豎直平面內(nèi)圓臨界問題的思路總結(jié)提升思考如圖，固定在水平面上的光滑半圓柱體(截面為半圓)頂端A處，小滑塊從靜止開始沿半圓面下滑至P點(diǎn)(圖中未畫出)離開圓面，已知圓半徑為R，求P點(diǎn)距水平面的高度。

返回斜面上圓的臨界問題考點(diǎn)三物體在斜面上做圓時(shí)，設(shè)斜面的傾角為θ，重力垂直斜面的分力與物體受到的支持力大小相等。物體在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，最容的位置是最低點(diǎn)，恰好滑動(dòng)時(shí)：μmgcos

θ－mgsinθ＝mω2R。

例6√

返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)12345678答案BDBBCBBDC題號(hào)91011答案DCDBCD答案12345678910111.(2024·山某省市質(zhì)檢)如圖甲，滾筒洗衣機(jī)脫水時(shí)，滾筒上有很多漏水孔，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，附著在潮濕衣服上的水從漏水孔中被甩出，達(dá)到脫水的目的，衣服緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時(shí)針的勻速圓。如圖乙，一件可視為質(zhì)點(diǎn)的小衣服，a、b分別為小衣服經(jīng)過的最高位置和最低位置。下列說法正確的是A.衣服緊貼著滾筒做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.衣服轉(zhuǎn)到b位置時(shí)衣服上水珠的脫水效果比a位置好C.不論滾筒轉(zhuǎn)速多大，衣服都不會(huì)離開滾筒壁D.衣服在a位置受到滾筒壁的支持力比在b位置的大1234567891011基礎(chǔ)落實(shí)練答案√1234567891011答案衣服緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時(shí)針的勻速圓，加速度方向變化，是變加速曲線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

1234567891011答案√1234567891011答案

1234567891011答案

√1234567891011答案

√1234567891011答案1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案

√1234567891011答案由于物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則三個(gè)物體受到的均為靜摩擦力，由靜摩擦力提供向心力，則B對(duì)A的摩擦力一定為FfA＝3mω2r，又有0<FfA≤Ffmax＝3μmg，由于角速度大小不確定，B對(duì)A的摩擦力不一定達(dá)到最大靜摩擦力3μmg，A錯(cuò)誤，B正確；1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

√√1234567891011答案

1234567891011答案

能力綜合練√1234567891011答案

√1234567891011答案1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

√√1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

√尖子生選練√√12345