2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：第四章 第四讲 平抛运动、圆周运动的临界问题 含答案.docx

221 2＜v＜221 2＜v＜221 2112224 h112 222 21 2 2 1 2 ＜v＜ 2 2 1 2 ＜v＜ 2 2 1 2 1 1 2 2 2 4 h 1 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 6h 4 h 2 6h 2 能力提升课 第四讲  平抛运动、圆周运动的临界问题 热点一  平抛运动中的临界问题 (师生共研) ．有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程中存在着临界 点． ．若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程中存在 着“起止点”，而这些起止点往往就是临界点． ．若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程中存在着极 值，这些极值点也往往是临界点． [典例 1] (2015· 全国卷Ⅰ)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽 分别为 L 和 L ，中间球网高度为 h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向 1 2 右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h.不计空气的作用，重力加速度大 小为 g.若乒乓球的发射速率 v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球 网右侧台面上，则 v 的最大取值范围是( ) A.  L  g 6h  ＜v＜L  1  g 6h B.  L 1 4   ＜v＜  ?4L ＋L ?g 6h C.  L  g 1 6h 2  ?4L ＋L ?g 6h D.  L 1 4  1 2  ?4L  ＋L ?g 6h 解析： 当发射机正对右侧台面发射，乒乓球恰好过网时，发射速度最小．由平抛运动规 L 1 L g 律得 ＝v t,2h＝ gt ，联立解得 v ＝ .当发射机正对右侧台面的某个角发射，乒乓 球恰好到达角上时，发射速度最大．由平抛运动规律得  L  L 1 ＋? ?＝v t′，3h＝ gt′  2  ， 1 ?4L ＋L ?g L g 1 ?4L ＋L ?g 联立解得 v ＝ .即速度 v 的最大取值范围为 ＜v＜ D 正确，选项 A、B、C 错误．  ， 2221112222r 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 r 答案：D [反思总结] 处理平抛运动临界问题应抓住两点 ．分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法，即把要求的物理量设定为极 大或极小，让临界问题突现出来，找到产生临界状态的条件． ．要用分解速度或者分解位移的方法分析平抛运动的临界问题． 如图，窗子上、下沿间的高度 H＝1.6 m ，墙的厚度 d＝0.4 m ．某人在离墙壁距离 L＝ 1.4 m，距窗子上沿高 h＝0.2 m 处的 P 点，将可视为质点的小物体以速度 v 垂直于墙壁水 平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，g 取 10 m/s ，则 v 的取值范围是( ) ．v＞7 m/s ．v＞2.3 m/s ．3 m/s＜v＜7 m/s ．2.3 m/s＜v＜3 m/s 解析： 小物体穿过窗口并落在地上，需满足的条件为能穿过窗口的右上沿和左下沿，结 1 合公式 h＝ gt ，x＝vt，沿右上沿时，x ＝L＝1.4 m，h ＝h＝0.2 m 时，代入数据得 v ＝7 m/s，沿左下沿时，x ＝L＋d＝1.8 m，h ＝H＋h＝1.8 m 时，代入数据得 v ＝3 m/s，则 3 m/s ＜v＜7 m/s，故选 C. 答案：C 热点二  水平面内圆周运动的临界问题 (自主学习) 水平面内圆周运动的临界极值问题通常有两类，一类是与摩擦力有关的临界问题，一类 是与弹力有关的临界问题． 1．与摩擦力有关的临界极值问题 物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，如果只是摩擦 mv 力提供向心力，则有 f ＝ ，静摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其 m 他力，如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一个恰不向内滑动的 临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向 沿半径背离圆心和沿半径指向圆心． 2．与弹力有关的临界极值问题 压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直 且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等． 2－1. [摩擦力有关的临界问题]  如图所示，叠放在水平转台上的小物体 A、B、C 能随转 台一起以角速度 ω 匀速转动，A、B、C 的质量分别为 3m、2m、m，A 与 B、B 与转台、 C 与转台间的动摩擦因数都为 μ，B、C 离转台中心的距离分别为 r、1.5r.设本题中的最大 静摩擦力等于滑动摩擦力．以下说法中正确的是( ) ．B 对 A 的摩擦力一定为 3μmg ．C