第4章 专题强化7 圆周运动的临界问题 2025年高考物理一轮复习(新高考新精品.pdfVIP

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

专题强化七圆周运动的临界问题

目标要求1.掌握水平面内、竖直面内的圆周运动的动力学问题的分析方法.2.会分析水平面

内、竖直面内圆周运动的临界问题．

题型一水平面内圆周运动的临界问题

1．运动特点

(1)运动轨迹是水平面内的圆．

(2)合外力沿水平方向指向圆心，提供向心力，竖直方向合力为零，物体在水平面内做匀速圆

周运动．

2．过程分析

重视过程分析，在水平面内做圆周运动的物体，当转速变化时，物体的受力可能发生变化，

转速继续变化，会出现绳子张紧、绳子突然断裂、静摩擦力随转速增大而逐渐达到最大值、

弹簧弹力大小方向发生变化等，从而出现临界问题．

3．方法突破

(1)水平转盘上的物体恰好不发生相对滑动的临界条件是物体与盘间恰好达到最大静摩擦力．

(2)物体间恰好分离的临界条件是物体间的弹力恰好为零．

(3)绳的拉力出现临界条件的情形有：绳恰好拉直意味着绳上无弹力；绳上拉力恰好为最大承

受力等．

4．解决方法

当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，要分别针对不同的运动过程或现象，选择相对

应的物理规律，然后再列方程求解．

3

例1(2018·浙江11月选考·9)如图所示，一质量为2.0×10kg的汽车在水平公路上行驶，

4

路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×10N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断

正确的是()

A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力

4

B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×10N

C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑

D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

答案D

解析汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力，向心力是由摩擦力提供的，A错误；汽

车转弯的速度为20m/s时，根据Fv2，得所需的向心力为1.0×10

＝m4N，没有超过最大静

nR

F

摩擦力，所以汽车不会发生侧滑，B、C错误；汽车安全转弯时的最大向心加速度为a＝f＝

mm

7.0m/s2，D正确．

例2(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与

转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k

倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转