备考高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动（打包17套）高三物理.rar

专题七圆周运动临界问题的模型建构专题七圆周运动临界问题的模型建构核心考点五年考情命题分析预测水平面内圆周运动的临界问题2023：福建 T15；2022：山东 T8；2019：海南 T6竖直面内圆周运动的临界问题2022：全国甲 T14；2021：浙江 6 月 T20；2020：浙江 1 月 T20斜面上圆周运动的临界问题圆周运动的临界问题是本章的难点，也是高考考查的热点.水平面内的圆周运动的临界问题一般与摩擦力有关，竖直面内的圆周运动的临界问题一般与弹力有关，关键均在于找到临界点，列出动力学方程.预计 2025 年高考可能会出现与生产生活联系的圆周运动临界问题，以选择题或计算题形式出现.题型 1水平面内圆周运动的临界问题1.运动特点（1）运动轨迹是水平面内的圆.（2）合力沿水平方向指向圆心，提供向心力，竖直方向合力为零，物体在水平面内做匀速圆周运动.2.临界问题分析（1）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的静摩擦力恰好达到最大静摩擦力.（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.研透高考 明确方向1.与圆锥体结合的临界一根轻质细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑圆锥体顶上，如图所示.设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的拉力为 T，则下列 T 随 2变化的图像可能正确的是（C）ABCD解析对小球受力分析如图，当角速度较小时，小球在光滑锥面上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律和平衡条件可得 T sin N cos mL sin 2，T cos N sin mg，联立解得 Tmg cos mL sin 22；当角速度较大时，小球离开光滑锥面做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得 T sin mL sin 2，则 TmL2.综上所述，只有 C 可能正确.2.与绳子结合的临界/多选如图所示，质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点，当轻杆绕轴 OO以角速度 匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a 绳与水平面成 角，b 绳水平且长为 l，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（AC）A.a 绳一定受拉力作用B.a 绳所受拉力随角速度的增大而增大C.当角速度 tn时，b 绳将出现弹力D.若 b 绳突然被剪断，则 a 绳的弹力一定发生变化解析对小球受力分析可知 a 绳的拉力在竖直方向的分力与小球的重力平衡，可得sin，为定值，A 正确，B错误；当 FTa cos m2l，即 tan时，b 绳的弹力为零，若角速度大于该值，则 b 绳将出现弹力，C正确；由于 b 绳可能没有弹力，故 b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，D 错误.3.与圆盘结合的临界/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.木块与圆盘间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（AC）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.2是 b 开始滑动的临界角速度D.当 23时，a 所受摩擦力的大小为 kmg解析圆盘开始转动时，两木块受到的静摩擦力的方向指向转轴提供向心力，转动角速度相等，则根据牛顿第二定律可得 fm2R，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 做圆周运动需要的向心力较大，B错误；因为两木块与圆盘间的最大静摩擦力相等，故 b 一定比 a 先开始滑动，A 正确；当 b 开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmgm22l，可得 2，C正确；当 a 开始滑动时，由牛顿第二定律可得 kmgm2l，可得 a，转盘的角速度为23a时，小木块 a 未发生滑动，其所需的向心力由静摩擦力提供，由牛顿