（高考调研）2015高考物理总复习 4章临界问题(恰能完成圆周运动)专项训练 新人教版

（高考调研）2015高考物理总复习 4章临界问题(恰能完成圆周运动)专项训练 新人教版内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 临界问题(恰能完成圆周运动)一、绳、杆模型1绳模型没有物体支持的小球(如细绳拉着的物体或在竖直圆形轨道内侧的圆周运动)，如图所示，在竖直平面内做圆周运动通过最高点时：临界条件：小球达到最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好为零，仅有小球的重力提供向心力 m ，得到 v 临 是小球能通过最高点的最小速度v v 临 (此时绳、轨道对球分别产生拉力、压力)球不能到达最高点的条件：v v 临 (球在到达最高点前就脱离轨道做斜上抛运动)2杆模型有物体支撑的小球(如轻杆支撑或在竖直轨道外侧的圆周运动)，如下图所示，在竖直平面内做圆周运动通过最高点时：临界条件：由于杆 2、和轨道对球有竖直向上的支持力当 v 时，杆或轨道对球的作用力为零v 时，杆对球有向下的拉力，球在外轨上将做脱离轨道的平抛运动知小球在竖直平面内恰能完成圆周运动的条件是：绳模型的最小速度 ，杆模型的最小速度 1】(2013山东临沂)如图所示，半径为 R 的光滑圆柱体被固定在水平平台上，圆柱体中心离台边水平距离为 量为 始时将 边轻绳竖直现在释放 子突然断了， 力加速度为g，求：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)v.(2)3)能经过与台面等高的 B 点，求 B 点离台边的距离 解析】(1)由牛顿第二定律，知若 得 v)当 R 到圆柱体最高点时， 由机械能守恒，得 ) R (m2) 12 3、得 1 (3)平抛运动时间 t 222x x【答案】(1) (2) (3)【名师点拨】本题的“题眼”在“ 看这种类型的问题，不是单看图形上属于绳或杆模型，而是根据题意找分析受力的实质二、电场中的绳模型【例 2】如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根长为 L 的绝缘细线，一端连着一质量为 m、带电量为 q 的小球，另一端固定于 O 点，现把小球拉至细线水平且与场强方向平行的位置，无初速释放，小球能摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角 301)求场强 E 的大小；(2)若使带电小球在平行于电场的竖直平面内做完整的圆周运动，小球运动过程中的最小动能是多少。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地 4、址 【解析】(1)对小球运动的全过程列动能定理方程有 )0， 30，解得 E3)若使带电小球在平行于电场的竖直平面内做完整的圆周运动，需要分析其在重力场和电场中的等效最高点，即细线上张力为零时，重力和电场力的合力充当向心力的位置，如图所示的 G 点，即恰能完成圆周运动，此时小球速度最小，有 F 向 m ，则 2 2233 2 23【答案】(1) (2) 3【学法指导】本题第(2)问实质是绳模型的等效最高点，在重力场和电场的复合场中，其向心力应只由电场力和重力的合力提供对于此类问题切忌死记硬背某些结论，在竖直面内恰能完成圆周运动，类似于重力场中的最高点只有恒力提供向心力一样，小球至少要受到重力和 5、电场力，即当绳子上的作用力为零即对应最小向心力，对应最小动能三、磁场中的临界问题分析【例 3】如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为 Rm 的绝缘光滑槽轨槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度 B有一个质量 mg，带电量为 q0 3 C 的小球在水平轨道上向右运动若小球恰好能通过最高点，则下列说法正确的是()A小球在最高点所受合力为零B小球到达最高点时的机械能与小球在水平轨道上的机械能相等C如果设小球到达最高点的线速度是 v，小球在最高点时式子 m 成立果重力加速度取 10 m/小球初速度 m/析】设小球在最高点的速度为 v，则小球在最高点所受洛伦兹力为 f 向竖直向 6、上，由于小球恰好能通过最高点，故小球在最高点由洛伦兹力和重力共同提供向心力，有 m ，解得 v1 m/s，若 得速度 vm/s，故 A、C 项 ；由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以小球在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律，可得 R 得 12 20 12 21m/s，故 B、D 两项正确答案法指导】教辅市场上个别教辅材料上是这样分析 A 选项的：带电粒子在最高点除受到重力外，还受到竖直向上的洛伦兹力作用，属于“轻杆小球”模型，最高点的临界条件是速度为 0，小球在最高点所受的合力为零，A 项正确。 本题答案为 项，事实上，是相互矛盾的，因此分析问题，不要去套所谓的“轻杆小球”模型，而要从物体的存在状态和受力分析。