（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 中檔防錯(cuò)5 五、斜面上三種圓周運(yùn)動(dòng)的比較-人教版高三全冊(cè)物理試題

五、斜面上三種圓周運(yùn)動(dòng)的比較在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,因所受的控制因素不同,如靜摩擦力控制、繩控制、桿控制,物體的受力情況和所遵循的規(guī)律也不相同。典例1如圖所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng),盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止。物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為32(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),盤面與水平面的夾角為30°,g取10 m/s2。則的最大值是() A.5 rad/sB.3 rad/sC.1.0 rad/sD.0.5 rad/s答案C當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點(diǎn)恰好不滑動(dòng)時(shí),圓盤的角速度最大,其受力如圖所示(其中O為轉(zhuǎn)軸位置)由沿盤面的合力提供向心力,有mg cos 30°-mg sin 30°=m2R得=g4R=1.0 rad/s,選項(xiàng)C正確。典例2如圖所示,在傾角為=30°的光滑斜面上,有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8 m的輕桿,一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m=0.2 kg的小球,沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng),取g=10 m/s2,若要小球能通過(guò)最高點(diǎn)A,則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是()A.4 m/sB.210 m/sC.25 m/sD.22 m/s答案A小球受輕桿控制,在A點(diǎn)的最小速度為零,由2mgL sin =12mvB2,可得vB=4 m/s,A正確。典例3如圖所示,一塊足夠大的光滑平板放置在水平面上,能繞水平固定軸MN調(diào)節(jié)其與水平面所成的夾角。板上一根長(zhǎng)為l=0.60 m的輕繩,它的一端系住一質(zhì)量為m的小球P,另一端固定在板上的O點(diǎn)。當(dāng)平板的傾角固定為時(shí),先將輕繩平行于水平軸MN拉直,然后給小球一沿著平板并與輕繩垂直的初速度v0=3.0 m/s。若小球能保持在板面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),傾角的值應(yīng)在什么范圍內(nèi)?(取重力加速度g=10 m/s2)答案0°30°解析小球在傾斜平板上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到繩子拉力、平板彈力、重力。在垂直平板方向上合力為0,重力在沿平板方向的分力為mg sin 小球在最高點(diǎn)時(shí),由繩子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力,有FT+mg sin =mv12l小球從釋放到最高點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有-mgl sin =12mv12-12mv02若恰好能通過(guò)最高點(diǎn),則繩子拉力FT=0聯(lián)立式解得sin =12,解得=30°故的范圍為0°30°反思總結(jié)對(duì)斜面上的圓周運(yùn)動(dòng),無(wú)論是摩擦力控制、桿控制,還是繩控制,都有對(duì)應(yīng)的臨界問(wèn)題,解答時(shí)要注意臨界條件的理解和應(yīng)用。