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专题 05 考点 1:竖直平面内圆周运动的两种模型 1.模型建立 (1)轻绳模型 小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动,小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,都是轻绳模型, 如图所示。 (2)轻杆模型 小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动,小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动,都是轻杆模 型,如图所示。 2.模型分析 比较项目 轻绳模型 轻杆模型 过最高点的临 小球恰能做圆周运动时,由 小球恰能做圆周运动时,v 临 界条件 mg=m 得 v 临= =0 (1)当 v=0 时,FN =mg,FN 常见类型 为支持力,方向沿半径背离 讨论分析 (1)过最高点时,v≥,F+mg 圆心 =m,绳、轨道对球产生弹 (2)当 0<v<时, mg -FN = 力F m,FN 背离圆心,随 v 的增 (2)若计算得到 v<,不能过 大而减小 最高点,在到达最高点前小 (3)当 v=时,FN=0 球已经脱离了圆轨道 (4) 当 v > 时 , FN + mg = m,FN 指向圆心并随 v 的增 大而增大 考点 2:圆周运动的临界问题 1. 关于匀速圆周运动的临界问题,无非是临界速度与临界力的问题,具体来说,主要是与绳的拉 力、弹簧的拉力、接触面的弹力和摩擦力等相关。在这类问题中,要特别注意分析物体做圆周运动的向心 力来源,考虑达到临界条件时物体所处的状态,即临界速度、临界角速度,然后分析该状态下物体的受力 特点,结合圆周运动知识,列方程求解。常见情况有以下几种: (1)与绳的弹力有关的圆周运动临界问题。 (2)因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题。 (3)受弹簧等约束的匀速圆周运动临界问题。 (4)与斜面有关的圆周运动临界问题。 2.三类常见的临界条件 (1)接触与脱离的临界条件:弹力 FN=0。 (2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临 界条件是静摩擦力达到最大值。 (3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳 中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是 FT=0。
专题05 圆周运动的两种模型和临界问题【知识梳理】-2020-2021学年高一物理下学期期中专项复习(新教材人教版)
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