2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册——圆周运动临界问题的模型建构（课件）.pptx

圆周运动临界问题的模型建构

题型1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.临界问题分析

(1)与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间的静摩擦力恰好达到最大静摩擦力.

(2)与弹力有关的临界极值问题

压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等.

1.判断谁先滑动题型

(多选)如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m,离转轴的距离分别为r、r、2r,与转台间的动摩擦因数相同(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),转台旋转时，下列说法中正确

的是(AD)

A.若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大

B.若三个物体均未滑动，则B物体受到的摩擦力最大

C.转速增加，A物体比B物体先滑动

D.转速增加，C物体先滑动

□0

W

A

□B

2.连接体在转轴同侧题型

如图所示，两个质量相等、可视为质点的木块A和B放在转盘上，用长为L的细绳连接，最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A与转轴的距离为L,整个装置能绕通过转盘中心的转轴0₁O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，重力加速度为g,下列正确的是(C)

A.,绳子一定无弹力

B.当

C.w在围内增大时，

A所受摩擦力大小一直变大

围内增大时，B所受摩擦力大小变大

3.连接体在转轴两侧题型

(2023·湖南岳阳高三月考)如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B及物体C能随转台一起以角速度w匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ,A和B、C离转台中心的距离分别为r和1.5r。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,下列说法正确的是(B)

A.B对A的摩擦力一定为3μmg

B.B对A的摩擦力一定为3mw²r

C.转台的角速度需要满足

D.若转台的角速度逐渐增大，最先滑动的是A物体

37°=0.6,不计空气阻力，则(BC)

A.小球受重力、支持力、拉力和向心力

B.小球可能只受拉力和重力

C.当rad/s时，小球对锥体的压力刚好为零

D.当w=2√5rad/s时，小球受重力、支持力和拉力作用

(多选)如图所示，三角形为一光滑锥体的正视图，锥面与竖直方向的夹角为θ=

37°。一根长为l=1m的细线一端系在锥体顶端，另一端系着一可视为质点的小

球，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动，重力加速度g=10m/s²,sin

如图所示，用一根长/=1m的细线，一端系一质量m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为w时，细线的张力为F.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s²,结果可用根式表示)

(1)若要使小球刚好离开锥面，则小球的角速度为多大?

(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度w为多大?rad/s(2)2√5rad/s

[与绳子结合的临界/多选]如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质

细杆的A点和B点，当轻杆绕轴O0以角速度w匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平面成θ角，b绳水平且长为1,重力加速度为g,则下列说法正确

的是(AC)

A.a绳一定受拉力作用

B.a绳所受拉力随角速度的增大而增大

D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化

时，b绳将出现弹力

C.当角速

题型2竖直面内圆周运动的临界问题

1.轻绳模型(外轨道)

(1)绳(外轨道)施力特点：只能施加指向圆心的拉力(或压力).

(2)在最高点的动力学方程

(3)在最高点的临界条件T=0,此I,则v=√gr.

①v=√gr时，拉力或压力为零.

②v√gr时，小球受向下的拉力或压力.

③v√gr时，小球不能达到最高点.即轻绳的临界速度为=√8

v/gr时，,杆对球有向下的拉力，且随v增大而增大.

v=√gr时，对球无作用力.

o√8r时，