豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題 01 02 03 04 從教材走向高考 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)模型的應(yīng)用 課堂互動(dòng) 1 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 1 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般是變速圓周運(yùn)動(dòng) 2 只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒 3 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問題 涉及知識(shí)面比較廣 既有臨界問題 又有能量守恒的問題 要注意物體運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)的速度 4 一般情況下 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問題只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的兩種情形 課堂互動(dòng) 2 常見模型 課堂互動(dòng) 題組剖析 典例 2016 海南高考 如圖9 光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi) 一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng) 已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為N1 在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為N2 重力加速度大小為g 則N1 N2的值為 A 3mgB 4mgC 5mgD 6mg 規(guī)律總結(jié) 分析豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)臨界問題的思路 規(guī)律總結(jié) 1 2017 遼寧鐵嶺聯(lián)考 飛機(jī)由俯沖到拉起時(shí) 飛行員處于超重狀態(tài) 此時(shí)座椅對(duì)飛行員的支持力大于飛行員所受的重力 這種現(xiàn)象叫過荷 過荷過重會(huì)造成飛行員四肢沉重 大腦缺血 暫時(shí)失明 甚至昏厥 受過專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的影響 g取10m s2 則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖 拉起的速度為100m s時(shí) 圓弧軌道的最小半徑為 A 100mB 111mC 125mD 250m A 小球通過最低點(diǎn)時(shí) 小球?qū)A管的壓力向下B 小球通過最高點(diǎn)時(shí) 小球?qū)A管可能無壓力C 細(xì)桿對(duì)圓管的作用力一定大于圓管的重力大小D 細(xì)桿對(duì)圓管的作用力可能會(huì)大于圓管和小球的總重力大小 2 2017 山東青島期末 多選 如圖11所示 內(nèi)壁光滑的大圓管 用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi) 在管內(nèi)有一小球 可視為質(zhì)點(diǎn) 做圓周運(yùn)動(dòng) 下列說法正確的是 規(guī)律總結(jié) 規(guī)律總結(jié) 轉(zhuǎn)到解析 規(guī)律總結(jié) 轉(zhuǎn)回原題 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 備用變式 對(duì)于上題 若木塊轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑保持r 0 5m 則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度范圍是多少 2 如圖所示 質(zhì)量為m的木塊 用一輕繩拴著 置于很大的水平轉(zhuǎn)盤上 細(xì)繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的細(xì)管 與質(zhì)量也為m的小球相連 木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的 倍 0 2 當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度 4rad s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止 木塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的范圍是多少 g取10m s2 1 當(dāng)木塊離圓心的距離很小時(shí) 隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng) 木塊會(huì)向圓心滑動(dòng)嗎 2 當(dāng)木塊恰好不向里滑動(dòng)時(shí) 木塊受力情況如何 遵從什么規(guī)律 3 若使木塊半徑再增大 木塊所受各力情況又會(huì)如何變化 4 當(dāng)木塊半徑達(dá)到最大值時(shí) 它所受各力情況怎樣 如果再使木塊半徑增大一點(diǎn) 隨圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng) 木塊將如何運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)展變式 備選訓(xùn)練 解析由于轉(zhuǎn)盤以角速度 4rad s勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 因此木塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力為F mr 2 當(dāng)木塊勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑取最小值時(shí) 其所受最大靜摩擦力與拉力方向相反 則有mg mg mrmin 2 解得rmin 0 5m 當(dāng)木塊勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑取最大值時(shí) 其所受最大靜摩擦力與拉力方向相同 則有mg mg mrmax 2 解得rmax 0 75m 因此 要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止 木塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的范圍是 0 5m r 0 75m 答案0 5m r 0 75m 轉(zhuǎn)回原題 Ffm F拉 mg F合 F向 Ffm F拉 mg F合 F向 題組剖析 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)模型的應(yīng)用 題組剖析 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題