2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题09圆周运动七大常考模型含解析.pdf

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1、专题09圆周运动七大常考模型【专题导航】目录题型一水平面内圆盘模型的临界问题..........................................1热点题型二竖直面内圆周运动的临界极值问题..................................3球—绳模型或单轨道模型.................................................4球—杆模型或双轨道模型.................................................6热点题型三斜面上圆周运动的临界问题..............

2、..........................8热点题型四圆周运动的动力学问题............................................9圆锥摆模型.............................................................9车辆转弯模型..........................................................11【题型演练】..............................................................1

3、3【题型归纳】题型一水平面内圆盘模型的临界问题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恰好达到最大静摩擦力．mv2(1)如果只是摩擦力提供向心力，则最大静摩擦力F＝，静摩擦力的方向一定指向圆心．mr(2)如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水平面转动，其中一个物体存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心．2．与弹力有关的临界极值问题(1)压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零．(2)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

4、为最大承受力．【例1】(多选)如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴OO转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确12的是()2KgA．当ω>时，A、B相对于转盘会滑动3LKgB．当ω>，绳子一定有弹力2LKg2KgC．ω在<ω<范围内增大时，B所受摩擦力变大2L3L2KgD．ω在0<ω<范围内增大时，A所受摩擦力一直变大3L【答案】ABD【解析】当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对

5、转盘即将滑动，Kmg＋Kmg＝mω2L＋mω2·2L，解2Kg得：ω＝，A项正确；当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，即：Kmg＝m·2L·ω2，3LKgKgKg解得ω＝，可知当ω>时，绳子有弹力，B项正确；当ω>时，B已达到最大静摩擦力，则2L2L2LKg2Kg2Kgω在<ω<范围内增大时，B受到的摩擦力不变，C项错误；ω在0<ω<范围内，A相对2L3L3L转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，所以F－F＝mLω2，当ω增大时，静摩擦力也增大，D项正确．fT【变式1】(多选)(2019·重庆市江津中学月考)摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平

6、放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r∶r＝3∶1，甲乙且在正常工作时两轮盘不打滑．今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的完全相同的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O′的间距R＝2R.若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，AB且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是()A．滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为ω∶ω＝1∶3甲乙B．滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为a∶a＝2∶9ABC．转速增加后滑块B先发生滑动D．转速增加后两滑块一起发生滑动【答案】ABC【解析】由题意可知两轮盘边缘的线速度v

7、大小相等，由v＝ωr，r∶r＝3∶1，可得ω∶ω＝1∶3，甲乙甲乙所以滑块相对轮盘滑动前，A、B的角速度之比为1∶3，故A正确；滑块相对盘开始滑动前，根据加速度公式：a＝Rω2，又R∶R＝2∶1，ω：ω＝1∶3，所以A、B的向心加速度之比为a∶a＝2∶9，故B正确；滑块的最ABABAB大静摩擦力分别为F＝μmg，F＝μmg，则最大静摩擦力之比为F∶F＝m∶m；转动中所受的静摩擦力之比fAAfBBfAfBAB为F′∶F′＝ma∶ma＝m∶4.5m，由上可得滑块B先达到最大静摩擦力而先开始滑动，故C正确，D错误．fAfBAABBA