2027届高考物理人教版一轮复习：圆周运动的临界问题

该高中物理高考复习课件聚焦“圆周运动临界问题”核心考点，覆盖水平（汽车、火车转弯）和竖直面（过山车、圆管轨道）两大类高考高频场景，依据高考评价体系梳理了“合力等于向心力”“弹力为零”“静摩擦力最大”等临界条件，归纳出临界速度计算、受力分析判断等常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“实例建模+科学推理+临界突破”的复习策略，如火车转弯问题中通过重力与支持力合力推导临界速度v0=√(gr tanθ)，培养学生模型建构和运动与相互作用观念。针对竖直面最高点易错点（如细绳与圆管轨道最小速度差异）设置对比分析，帮助学生掌握解题技巧，教师可据此开展系统性复习，提升学生高考冲刺效率。

圆周运动的临界问题 1 物体受到指向圆心的合力 与物体运动需要的向心力 圆周运动 ※圆周运动临界问题：恰好 离心运动 近心运动 情景1：汽车在水平路上转弯。 ①什么力提供向心力？ 静摩擦力 Ff FN G Ff 物块随圆盘做匀速圆周运动 ③如果汽车的速度很大，会出现什么情况呢？ 安全行驶有什么解决措施？ 驾驶员：减小车速 向外侧甩出去 离心运动 实例1：汽车转弯问题 适当增大转弯半径 ②汽车顺利转弯的最大速度取决于什么因数？ 把转弯处的道路修建成外高内低 设计者： FN G F合 FN G 情景2：汽车（火车）在倾斜路面转弯 FN G 当v=v0时 轮缘不受侧向压力 当v>v0时 外轨对轮缘侧向压力 当v<v0时 内轨对轮缘侧向压力 铁轨倾角为θ，转弯半径为r，求火车不侧向挤压铁轨的运行速度v0。 F合 FN G 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的 水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块在陶罐内相对罐壁静止，物块和O点的连线与OO′之间的夹角θ=53°。已知物块与陶罐壁的动摩擦因数µ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 求：（1）当小物块受到的摩擦力恰好为0，转台转动的角速度ω0； （2）物块相对罐壁静止，转台转动的最大角速度ω1。 mg FN mg FN Ff mg FN Ff =5mg =mg Ff FN G Ff FN G F合 FN G mg FN mg FN Ff 水平面内的圆周运动 竖直面内的圆周运动 (2)速度v至少多大才能通过最高点？ 问题1：质量为m的玩具车以速度v通过圆弧轨道的最高点，轨道半径为r。 (1)分析玩具车经过最高点的向心力来源。 mg FN 实例2：过山车问题 mg mg F拉 mg FN mg FN mg F支 mg F拉 最小速度 最小速度 竖直圆周最高点 1.过山车 —内轨道 2.圆管轨道 上半圆周其他最高点 =0 mg FN 小球-细绳 小球-内轨道 θ v mg θ (1)分析小球没脱离时的向心力来源。 (2)求经过A点时的速度大小。 问题2：质量为m的小球沿着半径为r的竖直圆轨道运动，经过A点是恰好脱离，已知A点所在半径与竖直方向夹角为θ。 v θ v 物体受到的指向圆心的合力 等于圆周运动需要的向心力 明确圆平面——圆心、半径 受力分析，明确指向圆心的合力 ※圆周运动临界问题： 绳子拉力为零 接触处弹力为零 静摩擦力达到最大值 恰好 $