2023届高考物理一轮复习课件：第四讲 竖直面内的圆周运动

h 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.转盘模型： 2.圆锥摆模型： ω、T只跟h有关 滑动的ω的临界值跟m无关 注意：匀速圆周F合全部提供F向 思考：转盘转的越来越快，则小球的受力情况如何？ mg N f mg T = = ABC [答案]　ABC B　 C A　 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 mg T a向 a切 mg T a向 a切 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 mg T T-= T/+= mg T/ V低 = 当T/=0 v低=？ 2r= 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 T-= T/+= mg T/ V低 = 当T/=0 v低=？ 2r= mg T (单圆轨模型) 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 (单圆轨模型) v低 思考：若v低< 会怎么样？ 0 r= 最高到圆心等高处 mg 1111 上半圆脱轨 v中=? 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 mg N 2r= N (单圆轨模型) 2.轻杆模型(双圆轨模型) v中=? v中=? 二、竖直面内的圆周 第4讲　竖直面内的圆周运动 一、水平面内的圆周 1.轻绳模型 (单圆轨模型) 2.轻杆模型(双圆轨模型) v低 0 思考：若v低< 会怎么样？ 最高到圆心等高处往复 到上半圆后往复 [例1·轻绳模型]　(2022·北京模拟)如图甲所示，小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为FT，拉力FT与速度的平方v2的关系如图乙所示，图像中的数据a和b以及重力加速度g都为已知量，以下说法正确的是(　 ) D C C 例4：(2022·三明模拟)(多选)如图所示，A是半径为r的圆形光滑轨道，固定在木板B上，竖直放置；B 的左右两侧各有一光滑挡板固定在地面上，使其不能左右运动，小球 C 静止放在轨道最低点，A、B、C 质量相等。现给小球一水平向右的初速度 v0，使小球在圆形轨道的内侧做圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点，且不会使 B 离开地面，初速度 v0必须满足(重力加速度为 g) (　 ) CD 高 思考:将轻杆的圆周模型放到光滑的斜面上会怎么样？ mg N v低 v中 >0 > > mgsina N v高 v低 >0 > v中 高 思考:将轻绳的圆周模型放到光滑的斜面上会怎么样？ mg T v低 v中 > > mgsina N v高 v低 > v中 绳 > > C [例4]　(2022·重庆诊断)如图，有一倾斜的匀质圆盘(半径足够大)，盘面与水平面的夹角为θ，绕过圆心并垂直于盘面的转轴以角速度ω匀速转动，有一物体(可视为质点)与盘面间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g。要使物体能与圆盘始终保持相对静止，则物体与转轴间最大距离为(　 ) [答案]　C [例5]　如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8 m的轻杆，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动。取g＝10 m/s2。若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是( 　 ) A [例6]　(多选)如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN自由转动从而实现调节其与水平面所成的倾角。板上有一根长为l＝0.5 m的轻绳，一端系住一个质量为m＝0.5 kg的小球，另一端固定在板上的O点。当平板倾角为α时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0＝2 m/s，g取10 m/s2，则(　 )A．若α＝0°，则轻绳对小球的拉力大小为FT＝4 NB．若α＝90°，则小球相对于初始位置可上升的最 大高度为0.3 m C．小球能在平板上绕O点做完整的圆周运动， α必须满足的条件为sin α≤2/5 D.小球能在平板上绕O点做完整的圆周运动，α必须满足的条件sinα≤4/15 AD [答案]　AD [共性归纳] 与竖直面内的圆周运动类似﹐斜面上的圆周运动通常也是分析物体在最高点和最低点的受力情况，通过列牛顿运动定律方程解题。只是在受力分析时，一般需要进行立体图到平面图的转化，这是解斜面上圆周运动问题的难点。 [典例]　(2022·长沙高三调研)(多选)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B，A和B质量都为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为RA＝r，RB＝2r，A、B与盘间的动摩擦因数均为μ。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当