培优课三 圆周运动中的模型和临界问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

第六章圆周运动 A.若F突然变小，小球可能沿Pa做离心 C若F突然变小，小球可能沿Pc做向心 运动 运动 B.若F突然变大，小球可以沿Pb做离心 D.若拉力突然消失，小球将沿Pa做匀速直 运动 线运动 课末·随堂演练 L.(生活中的圆周运动)（多选）下列有关生活中 A.独轮车转弯的轨道半径增为原来的、2倍 的圆周运动的实例分析，说法正确的是( B.独轮车转弯的轨道半径增为原来的2倍 物 C独轮车转弯的轨道半径减为原来的2 内 D.独轮车转弯的轨道半径减为原来的} 3.(批天器中的失重现家)（多选）人造地球卫星 绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力 () 大于汽车的重力 A.可以用天平测量物体的质量 B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高， B.可以用水银气压计测舱内的气压 目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C.可以用弹簧测力计测拉力 C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最 D.在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测 高点时处于完全失重状态，不受重力作用 力计示数为零，但重物仍受地球的引力 D.洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离 4.(汽车过拱形桥问题)一辆卡车在丘陵地带匀 心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向 速率行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的 甩出 2.如图所示，某同学骑独轮车在水平运动场上转 段地形时爆胎了，你认为爆胎的地点最有可 弯时，地面的摩擦力已达到最大，当独轮车速 能是在 率增为原来的2倍时，若要该同学骑独轮车在 同样地面上转弯不发生险情，则 A.a处 B.b处 C.c处 D.d处 友情提示完成P,课时作业（十） 培优课三 圆周运动中的模型和临界问题 答案精解Pm [学习目标]1.会建立竖直平面内圆周运动的轻绳模型和轻杆模型（物理观念）.2.学会应用动力学 知识分析轻绳和轻杆模型的方法（科学思维）.3.分析临界状态，找到临界条件，解决临界问题（科学 思维). ·43· 物理必修第二册课堂学案 课堂·深度探究 考点一竖直平面内圆周运动的两种模型 项目 轻绳模型 轻杆模型 1.两种模型特点 R一g=m ' (1)轻绳模型：竖直（光滑）圆弧内侧的圆周运 F、一mg=mR' 过最低点 轻绳或圆轨道受 动、水流星的运动等，类似轻绳一端的物体以 存在对杆拉力或 受力分析 拉力或压力最 轻绳另一端为圆心的竖直平面内的圆周运动. 对管压力的最 大，存在绳断的 大值 其特点是在最高点无支撑 临界条件 (2)轻杆模型：竖直（光滑）圆管内的圆周运动、 【例题1】如图所示，质量为1.6kg,半径为0.5m 小球套在竖直圆环上的运动等，类似轻杆一端 的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小 的物体以轻杆另一端为圆心的竖直平面内的 球A和B的直径略小于细圆管的内径.它们 圆周运动.其特点是在最高点有支撑. 的质量分别为mA=1kg、mg=2kg.某时刻， 2.竖直面内圆周运动的两个基本模型的比较 小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且 项目 轻绳模型 轻杆模型 A的速度大小为vA=3m/s,此时杆对圆管的 弹力为零.则B球的速度大小B为(g取 10m/s2) () 情景图示 除重力外，物体 除重力，物体可能 受力 可能受到向下的 受到向下或向上 特征 弹力 的弹力 受力 A.2 m/s B.4 m/s 示意图 C.6 m/s D.8 m/s 思维导引：A球做圆周运动的向心力由圆管 最 力学 对A球作用力和A球的自重之和，再由圆管 高 方程 mg十F、=mR mg士FN=mR 的受力列式，求出圆管对B的作用力，由圆周 点 F、=0,即mg 运动规律求出速度 临界 v=0时，F%=0, 【变式1】如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为 特征 m R' 即F、=mg m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一 即贴。=√gR 切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉 力为T,小球在最高点的速度大小为，其 F、表现为拉力 VgR 物体能否过最高 T-关系如图乙所示，则 (压力)还是支持 的意义 点的临界速度 力的临界速度 过最高点 最高点的速度 最高点的速度 的条件 ≥√R 0 44· 第六章圆周运动 A轻质绳长为罗 (2)当水平转盘以角速度匀速转动时，物 块恰好离开转盘，求h的值， B.当地的重力加速度为4 思维导引：绳子上恰好有张力的临界条件是 物块做圆周运动的向心力达到最大摩擦力： C当=c时，轻质绳的拉力大小为答十@ 物块恰好离开转盘，绳子对物块拉力的水平 D.只要>≥0，小球就能在竖直平面内做完整 分力提供向心力， 的圆周运动 考点二水平面内圆周运动的临界问题 1.与摩擦力有关的临界问题 (1)物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是 物体间摩擦力达到最大静摩擦力，如果只由摩 擦力提供向心