2019高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題系列之熱點(diǎn)專題突破專題17豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動學(xué)案

309教育網(wǎng)突破17豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動一、豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題一一“輕繩、輕桿”模型.“輕繩”模型和“輕桿”模型不同的原因在于“輕繩”只能對小球產(chǎn)生拉力，而“輕桿”既可對小球產(chǎn)生拉力也可對小球產(chǎn)生支持力。.有關(guān)臨界問題出現(xiàn)在變速圓周運(yùn)動中，豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動是典型的變速圓周運(yùn)動，一般情況下，只討論最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況。物理情景最高點(diǎn)無支撐最高點(diǎn)有支撐實(shí)例球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道的“過山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運(yùn)動等圖示"J出軌號:甯邈異同占八、、受力特征除重力外，物體受到的彈力方向：向下或等于零除重力外，物體受到的彈力方向：向下、等于零或向上受力示意圖Tr-■■節(jié):…十昭K何耳 麻」日\o力學(xué)方程v2mg+F=mRNv2mg±FN=mR臨界特征F=0N2mg=mminmin即v=minv=0即F=0向FN=mg過最高點(diǎn)的條件在最高點(diǎn)的速度vNvN0309教育資源庫309教育網(wǎng)【典例1】如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動。小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其F—V2圖象如圖乙所示，則()aRA.小球的質(zhì)量為bRB.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閎v2=c時(shí)，小球?qū)U的彈力方向向上V2=2b時(shí)，小球受到的彈力與重力大小相等【答案】：ACD【解析卜對小球在最高點(diǎn)進(jìn)行愛力分析，速度為零時(shí)，F(xiàn)-,咫結(jié)合圖象可知。-璉目=力當(dāng)F二心時(shí)，由向心力公式可得制目=手，結(jié)合圖象可知嗯=*聯(lián)立解得且二口授=羋，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。由圖象可知"G當(dāng)。時(shí)，小球所受向心力變大，此時(shí)必有F+嗚=冬即桿對小球有向下的拉力由牛頓第三定律可知，選項(xiàng)c正確亍由向心力公式可得"+F=好當(dāng)時(shí)，尸=吟選項(xiàng)D21正確。【典例2】用長L=0.6m的繩系著裝有m=0.5kg水的小桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，成為“水流星”。G=10m/s2。求：(1)最高點(diǎn)水不流出的最小速度為多少？(2)若過最