高考物理一轮复习-小专题2-圆周运动的临界问题.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,小专题,2,圆周运动的临界问题,最大静摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，则,突破,考向,1,两类临界问题的分析,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恰好达到,摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力，,如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一,个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，,分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和,沿半径指向圆心.,【,典题,1,】,(,多选，,2014,年新课标,卷,),如图,Z2-1,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,2,l,.,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,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 Z2-1,解析：,a,与,b,所受的最大摩擦力相等，而,b,需要的向心力,较大，所以,b,先滑动，A 项正确；在未滑动之前，,a,、,b,各自受,到的摩擦力等于其向心力，因此,b,受到的摩擦力大于,a,受到的,摩擦力，B 项错误；,b,处于临界状态时,kmg,m,2,2,l,，解得,擦力没有达到最大值，D 项错误.,答案：,AC,【,考点突破,1,】,(2017,年东北三省三校一模,),如图,Z2-2,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,1 m,，,A,的质量为,5 kg,，,B,的质量为,10 kg.,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,，若木块,A,、,B,与转台始终保持相对静,止，则转台角速度,的最大值为,(,设最大静摩,擦力等于滑动摩擦力，,g,取 10 m/s,2,)(,),图 Z2-2,答案：,B,考向,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.,【,典题,2,】,(2016,年豫东、豫北十校测试,),如图,Z2-3,所示，,两轻绳的另一端系在一根竖直杆的,A,、,B,两点上，,A,、,B,两点相,距为,l,，当两轻绳伸直后，,A,、,B,两点到球心的距离均为,l,.,当竖,直杆以自己为轴转动并达到稳定时,(,轻绳,a,、,b,与杆在,同一竖直平面内,).,求：,(1),竖直杆角速,度,为多大时，小球恰好离开竖,直杆,.,(2),轻绳,a,的拉力,F,a,与竖直杆转动的角速度,之,间的关系.,图 Z2-3,解：,(1)小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作用力,为零，设此时轻绳,a,与竖直杆间的夹角为,，由题意可知,若角速度,再增大，小球将离开竖直杆，在轻绳,b,恰伸直,前，设轻绳,a,与竖直杆的夹角为,，此时小球做圆周运动的半径,为,r,l,sin,沿半径：,F,a,sin,m,2,r,垂直半径：,F,a,cos,mg,联立解得,F,a,m,2,l,当轻绳,b,恰伸直时，,60,方法技巧：,临界问题的解题思想：,(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显,表明题述的过程中存在着临界点.,(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”,等词语，表明题述的过程中存在着“起止点”，而这些起止点,往往就是临界点.,(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字,眼，表明题述的过程中存在着极值，这些极值点也往往是临界,点.,【考点突破,2,】,用一根细线一端系一可视为质,点的小球，另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图Z2-4,所,示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度,为,，线的张力为,T,，则,T,随,2,变化的图象是下图,中的(,),图 Z2-4,A,B,C,D,答案：,B,