人教高考物理一轮复习 第4章 专题强化7 水平面、竖直面内的圆周运动.pptx

大一轮复****讲义
第四章　曲线运动
专题强化七　水平面、竖直面内的
圆周运动
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.
【目标要求】
课时精练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
题型一　水平面内圆周运动的临界问题
题型二　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
01
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.几种常见的临界条件
(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.
例1　(多选)如图1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轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是
A.b一定比a先开始滑动
B.a、b所受的摩擦力始终相等
图1
√
√
解析　小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即Ff＝mω2R.
当角速度增加时，静摩擦力增大，
当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，
对木块a：Ffa＝mωa2l，
所以b先达到最大静摩擦力，选项A正确；
两木块滑动前转动的角速度相同，则Ffa＝mω2l，Ffb＝mω2·2l，Ffa<Ffb，选项B错误；
1.(汽车在水平地面上转弯)(多选)如图2所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内、外半径分别为r和2r.一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O′为圆心的半圆，OO′＝r.赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax，选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则
A.选择路线①，赛车经过的路程最短
B.选择路线②，赛车的速率最小
C.选择路线③，赛车所用时间最短
D.①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等
√
跟进训练
1
2
图2
√
√
解析　由题图及几何关系知：路线①的路程为s1＝2r＋πr，路线②的路程为s2＝2r＋2πr，路线③的路程为s3＝2πr，A正确；
赛车以不打滑的最大速率通过弯道，
1
2
即半径越大，速率越大，选择路线①赛车的速率最小，B错误，D正确；