高一物理圆周运动，机械能守恒、动量定理综合运用，侧重受力分析

　　高中物理，受力分析始终是重中之重。

　　对运动状态、尤其临界点的分析，必须熟练。

　　在此基础上，学会灵活运用各种定律、定理。

　　从我读高中至今将近四十年来，物理难度虽没加深，但历年同学反映物理难。

　　难在哪里？难在分析和运用。

　　本文，就侧重分析和运用，详细讲解圆周运动综合压轴大题。

　　物理，注意公式的运用。01高一物理圆周运动，机械能守恒、动量定理综合运用，侧重受力分析

　　如图所示，AB和CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R=2.0m，一个质量为m=1.0kg的质点在离弧的点B竖直高度为h=3.0m处、以初速度v0=4.0m/s沿斜面运动，若质点与两斜面间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。

　　(Ⅰ)试描述质点最终的运动情况；

　　(Ⅱ)质点在斜面上(不包括圆弧部分)滑过路程的最大值为多少?

　　(Ш)质点对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?

　　本题附图。02第一问的详细分析和求解

　　对质点进行受力分析，如下图：

　　对质点受力分析图。第一问的详细解析，待续：第一问的详细分析和求解，待续：

　　质点从点D沿右侧斜面上滑时，可谓祸不单行。

　　在斜面AB上质点下滑时，重力沿斜面的下滑分量，尚能起促进作用。

　　然而在在斜面CD上，质点重力沿斜面的下滑分量，与质点所受向下的摩擦力狼狈为奸，均与质点向上运动的方向相反。

　　这就导致质点在右斜面从D上滑的位移，小于在左斜面从初始点到点B向下的位移。

　　质点在CD段，由D上滑，直至速度为零，然后下滑至点D，再无摩擦经过点B，从点B沿左斜面上滑，其重力沿斜面的下滑分量和摩擦力再次联手起反作用，一致阻碍质点沿左斜面上滑。

　　最后，可怜的质点经不起任何摩擦，只能在光滑圆弧BD间往复做匀变速圆周运动，永无休止。

　　如果从能量观点分析，更明了。

　　质点最初具有的动能和势能，全都被消耗于克服摩擦力做功。

　　摩擦力这个内耗，直到质点速率为零才罢休。

　　即质点在B、D两点速率为零，只能在光滑圆弧BD间往复做匀变速圆周运动。

　　这就是质点最终的运动情况。

　　其他综艺哪怕再复杂，只要沉下心仔细分析。03第二问的详细分析和求解

　　质点在斜面上滑过路程的最大值？如何理解？

　　如果物体m尚未滑至光滑圆弧就累趴下不动了，由第一问知这不可能。

　　由第一问两层角度分析知，质点会在粗糙AB段和CD段各有往复运动。

　　最终状态是在光滑圆弧BD间往复做匀变速圆周运动，在B、D两点速率为零。

　　有同学猜想：质点在粗糙AB段和CD段的位移，会不会成等差数列或等比数列？

　　唉！这又不是数学！

　　况且问的是路程！

　　第二问的详细分析。物理，关键注意分析，细微分析。04第三问的详细分析和求解

　　质点对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?

　　啥时候压力最大？啥时候压力最小？

　　质点经过光滑圆弧最低点时，压力最大。

　　对质点进行受力分析：

　　第三问的详细分析和求解，待续：

　　当质点始终在光滑圆弧上运动，且在B、D两点速率为零时，质点对圆弧最低点压力最小。

　　第三问结束。

　　我以前发布过高考物理力学、电学、电磁学综合大题，您可关注查阅。反正您不用掏钱。

　　圆周运动题目，注意受力分析和定律运用

　　作者简介

　　中共党员，中考数学命题组成员，高中教务主任，常年兼任高中数学、物理、化学等科目。

　　专注百家号教育领域，持续发布中考、高考压轴大题的多角度详细权威解析。力求篇篇经典。

　　涉及科目主要中高考数学、物理，偶尔也有英语、作文。

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