高考物理 专题集锦（一）圆周运动实例分析与临界问题

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1、“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线圆周运动实例分析与临界问题圆周运动是高考命题的热点，命题点围绕弹力和摩擦力的临界态展开，具体表现为水平、竖直面和斜面内的圆周运动，命题中凸显学生对临界思想的理解和分析能力，有些问题还涉及图象，复习中要抓住热点，掌握解决的方法。一、水平面内的圆周运动【例1】如图1所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间

2、的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、l.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A.B对A的摩擦力一定为3μmgB.B对A的摩擦力一定为3mω2rC.转台的角速度一定满足D.转台的角速度一定满足【解析】B对A的摩擦力是A做圆周运动的向心力，所以，A项错误，B项正确;当滑块与转台间不发生相对运动，并随转台一起转动时,转台对滑块的静摩擦力提供向心力，所以当转速较大，滑块转动需要的向心力大于最大静摩擦力时，滑块将相对于转台滑动，对应的临界条件是静擦力提供向心力，即,,所以，质量为m、

3、离转台中心距离为r的滑块，能够随转台一起转动的条件是;对于本题，物体C需要满足的条件，物体A和B需要满足的条件均是所以，要使三个物体都能够随转台转动，转台的角速度一定满足,C项错误,D项正确。【答案】BD【总结】水平面内的圆周运动主要涉及的问题是摩擦力临界。常见问题如下(图中物体质量为m，距离圆心为r，转盘转动的角速度为ω,最大静摩擦力为Fm，绳的拉力为FT)：政德才能立得稳、立得牢。要深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想特别是习近平总书记关于“立政德”的重要论述，深刻认识新时代立政德的重要性和紧迫性。“讲忠诚、

4、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线【例2】（2016•山东临沂教学质检)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，如图2所示,绳a与水平方向夹角为θ，绳b沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做勻速圆周运动，则下列说法正确的是（）A.a绳张力不可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大C.当角速度，b绳将出现弹力D.若b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变【解析】小球做匀速圆周运动，在竖直

5、方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零,故A项正确;根据竖直方向上平衡得，，解得，可知a绳的拉力不变，故B项错误;当b绳拉力为零时，有，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C项错误；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，故D项正确。【答案】AD【点悟】本题实质上是圆锥摆模型，与例1的共性都是物体做匀速圆周运动，所以，合力提供向心力是解题的根本。不同点是解决圆锥摆问题中不仅受力分析要正确，还要找对圆心和物体运动的半径。在生活中，火

6、车转弯、飞机盘旋、摩托车在圆形的铁笼中的杂技表演等，都可以视为圆锥摆模型，借用上述思路解答。二、竖直面内的圆周运动【例3】(2015•湖北襄阳期末)如图3甲所示，轻杆一端与质量为1kg、可视为质点的小球相连，另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示，A、B、C三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点，该三点的纵坐标分别是1、0、-5。容取10m/s2，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）

7、A.轻杆的长度为0.5mB.小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上C.B点对应时刻小球的速度为3m/sD.曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.6m政德才能立得稳、立得牢。要深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想特别是习近平总书记关于“立政德”的重要论述，深刻认识新时代立政德的重要性和紧迫性。“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线【解析】设杆的长度为L，小球从A到C的过程中机械能守恒，得，解得L=0.6m，A项错误;

8、若小球在A点恰好对杆的作用力是0，则，临界速度：,由于小球在A点的速度小于临界速度,所以小球做圆周运动需要的向心力小于重力,杆对小球的作用力的方向向上,是竖直向上的支持力,B项正确;小球从A到B的过程中机械能守恒，有，得,故C项错误;由于y轴表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲线AB段与坐标轴所所围图形的面积表示A