必备考点素养评价
素养一 物理观念
考点 圆周运动的临界极值问题
1.临界状态:当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态,通常叫作临界态,出现临界态时,既可以理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”。
2.常见的临界态种类:
(1)轻绳类:轻绳拴小球在竖直面内做圆周运动,过最高点时临界速度为v= ,此时轻绳拉力为0。
(2)轻杆类:小球过最高点的临界条件v=0。
(3)汽车过拱形桥,如图所示,当压力为零时,即mg-m =0,v= 是汽车正常过拱形桥的临界速度,v< 是汽车安全过拱形桥的条件。
(4)摩擦力提供向心力:物体随水平转盘一起转动,汽车在水平路面上转弯(如图所示),当静摩擦力达到最大时,物体的速度也达到最大,由Fm=m 得vm= ,这就是物体以半径r做圆周运动的临界速度。
3.临界的关键词转化:
学业评价
1.(水平2)如图所示,半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO′旋转,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,现要使a不下落,则圆筒转动的角速度ω至少为 ( )
A. B. C. D.
【解析】选D。
对物块受力分析知Ff=mg,FN=mω2r,又由于Ff≤μFN,所以解这三个方程得角速度ω至少为 ,D选项正确。
2.(水平4)(多选)如图所示,在水平转台上放一个质量M=2 kg 的木块,它与转台间最大静摩擦力Ffmax=6.0 N,绳的一端系在木块上,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0 kg 的物体,当转台以角速度ω=5 rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可能是(g取
10 m/s2,M、m均视为质点) ( )
A.0.04 m B.0.08 m C.0.16 m D.0.32 m
