第6章 圆周运动 章末优化提升(课件PPT)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练测（人教版2019）

第六章　 圆周运动 章末优化提升 [对应学生用书第44页] 圆周运动 章末优化提升 章末优化提升 章末优化提升 考点一　匀速圆周运动的多解问题 匀速圆周运动的多解问题的解题思路 1.明确两个物体参与运动的性质和求解的问题；两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键。 2.注意圆周运动的周期性造成的多解。分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2πn，具体n的取值应视情况而定。 章末优化提升 [例1]　如图所示，B物体放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下由静止开始运动，B物体的质量为m，同时A物体在竖直面内由M点开始做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动。求满足使A、B速度相同的力F的取值。 [解析]　速度相同即大小、方向相同，B为水平向右运动，A一定要在最低点才能保证速度水平向右。由题意可知，当A从M点运动到最低点时， 章末优化提升 t＝nT＋T（n＝0，1，2，…），线速度v＝ωr， 对于B（初速度为0）， v＝at＝＝， 解得F＝（n＝0，1，2，…）。 [答案]　（n＝0，1，2，…） 章末优化提升 考点二　圆周运动中的临界问题 1.绳模型与杆模型在竖直面内圆周运动最高点的临界条件 （1）轻绳模型（特点：只能产生拉力）： ①小球能过最高点的临界条件：v＝。 ②小球能过最高点的条件：v≥ 。 ③小球不能过最高点的条件：v＜。 章末优化提升 ②小球受支持力的条件：v＜，F随v增大而减小，且F＜mg。 ③小球受拉力的条件：v＞，F随v增大而增大。 ④小球不受杆拉力的条件：v＝。 （2）轻杆模型（特点：既能产生拉力，又能产生推力）： ①小球能过最高点的临界条件：v＝0。 章末优化提升 2.汽车过拱桥 　　如图所示，汽车过凸形桥顶时，桥对车的支持力FN＝G－m，由此式可以看出汽车对桥的压力小于汽车的重力，而且是随着汽车速度的增大而减小；当压力为零时，即G－m＝0，v＝，这个速度是汽车能正常过拱桥的临界速度。v＜是汽车安全过桥的条件。 章末优化提升 3.物体不滑动 　　如图所示，物体随着水平圆盘一起转动，汽车在水平路面上转弯，它们做圆周运动的向心力等于静摩擦力，当静摩擦力达到最大时，物体运动速度也达到最大，由Fm＝m得vm＝ ，这就是物体以半径r做圆周运动的临界速度。 章末优化提升 4.绳子被拉断 　　设绳子能够承受的最大拉力为FT，被绳子拴着的小球在竖直面内经过最低点的最大速度为vm，则FT－mg＝m，vm＝ ，这就是小球经过最低点的临界速度。 章末优化提升 [例2]　（多选）如图所示，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 C.ω＝ 是b开始滑动的临界角速度 D.当ω＝ 时，a所受摩擦力的大小为kmg 章末优化提升 [解析]　因圆盘从静止开始绕转轴缓慢加速转动，在某一时刻可认为，木块随圆盘转动时，其受到的静摩擦力提供向心力，其方向指向转轴，两木块转动过程中角速度相等，则根据牛顿第二定律可得Ff＝mω2R，由于小木块b的轨道半径大于小木块a的轨道半径，故小木块b做圆周运动的向心力较大，选项B错误；因为两小木块的最大静摩擦力相等，故b一定比a先开始滑动，选项A正确；当b开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmg＝m·2l，可得ωb＝ ，选项C正确； 章末优化提升 当a开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmg＝ml，可得ωa＝ ，而转盘的角速度 ＜ ，则ω＝ 时小木块a未发生滑动，其所需的向心力由静摩擦力来提供，由牛顿第二定律可得Ff＝mω2l＝kmg，选项D错误。 [答案]　AC 章末优化提升 $$