人教版高考物理一轮总复习精品课件 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3节 圆周运动 (2).ppt

审题指导关键词句获取信息近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计物体从圆盘滑到餐桌时速度大小、方向均不变μ1=0.6,μ2=0.225,小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力可确定小物体在圆盘上不滑动时的最大向心加速度和在餐桌上做匀减速直线运动的加速度小物体从圆盘上甩出,为使小物体不滑落到地面,餐桌半径R的最小值餐桌半径最小时,小物体滑到餐桌边缘的速度恰为零;圆盘半径、餐桌半径和物体在餐桌上的位移组成直角三角形餐桌离地高度为h=0.8m物体离开餐桌做平抛运动的竖直位移为0.8m思路突破(1)对小物体在圆盘上时进行动力学分析,由牛顿第二定律和向心加速度公式求ω的最大值。(2)对小物体在桌面上时进行动力学分析,由牛顿第二定律和运动学公式求R的最小值。(3)对小物体进行运动分析,由运动学公式和平抛运动规律求解L。(4)小物体离开圆盘时的速度方向沿圆盘的切线方向,小物体离开圆盘的速度方向与小物体离开餐桌的速度方向相同,这两点如果分析不清会导致后面的解答完全错误。答案(1)2rad/s(2)2.5m(3)2.1m解析(1)由题意可得,当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时,圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力,所以随着圆盘转速的增大,小物体受到的静摩擦力增大。当静摩擦力最大时,小物体即将滑落,此时圆盘的角速度达到最大,则有Ffm=μ1FN=mrω2,FN=mg考题点睛考点考向点睛圆周运动临界问题平抛问题规律:找出题目中的临界状态“即将滑落”,“到桌边v=0”等,由向心力关系和运动学公式解决方法:分阶段对小物体受力分析,由牛顿第二定律和运动学公式列方程易错:小物体离开圆盘时的速度方向和离开餐桌时的速度方向都沿圆盘切线方向【对点演练】7.(多选)(2021江苏扬州模拟)在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则()A.该弯道的半径B.当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变C.当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于v时,外轨将受到轮缘的挤压答案AB解析当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,受力分析如图所示,根据牛顿第二定律有mgtanθ=ma向=,解得转弯半径为,A正确;根据上述分析可知质量在等式两边约去,当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变,B正确;当火车速率大于v时,火车有离心的趋势,所以外轨将受到轮缘的挤压,C错误;当火车速率小于v时,火车有向心的趋势,所以内轨将受到轮缘的挤压,D错误。8.(2021广东东莞实验中学周测)如图所示,可视为质点的木块A、B叠放在一起,放在水平转台上随转台一起绕固定转轴OO匀速转动,木块A、B与转轴OO的距离为1m,A的质量为5kg,B的质量为10kg。已知A与B间的动摩擦因数为0.2,B与转台间的动摩擦因数为0.3,如木块A、B与转台始终保持相对静止,则转台角速度ω的最大值为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2)()答案B解析由于静摩擦力提供向心力,故对A,有μ1mAg≥mAω2r,对AB整体,有(mA+mB)ω2r≤μ2(mA+mB)g,代入数据解得ω≤rad/s,故选B。考点四竖直面内圆周运动的“轻绳”和“轻杆”模型[名师破题]“绳、杆”模型涉及临界问题分析【典例突破】典例3.如图所示,轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为m的球A和球B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力,则球B在最高点时()A.球B的速度为零B.球A的速度大小为C.水平转轴对杆的作用力为1.5mgD.水平转轴对杆的作用力为2.5mg审题指导关键词句获取信息光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点球A圆周运动的半径为L,球B圆周运动的半径为2L球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力球B在最高点只受重力作用,重力恰好提供向心力思路突破选球B为研究对象,分析其在最高点的受力及运动情况,根据向心力公式列式求解;再选球A为研究对象,根据向心力公式列式求解。答案C考题点睛考点考向点睛竖直面内圆周运动问题方法:分别选取两小球为研究对象受力分析规律:A、B两球角速度相等模型:轻杆模型,弹力可拉可压【对点演练】9.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