江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí)第五章曲線運(yùn)動第14講向心力圓周運(yùn)動的應(yīng)用學(xué)案必修2

1、第 14 講向心力圓周運(yùn)動的應(yīng)用緊扣考綱 考情再現(xiàn)】測試內(nèi)容測試要求2018 年2017 年2016 年2015 年2014 年向心力C27142627匂考點(diǎn)突破典例示范_考點(diǎn)一向心力（1）定義：做圓周運(yùn)動的物體所受到的沿著半徑指向 _ 的合力，叫做向心力.特點(diǎn)：方向總是與線速度的方向 _，沿半徑指向 _，方向時刻在 _ ,所以向心力是_力.大小：1_Fn= _（用線速度表示）Fn=_ （用角速度表示）Fn=_ （用周期表示）向心力的作用效果：向心力總是指向圓心， 而線速度是沿圓周的切線方向，故向心力始終與線速度垂直，其作用效果只是改變物體速度的 _，而不改變速度的_ 【特別提醒】向心力來源：

2、向心力是按力的效果來命名的，向心力可以是重力、彈力、摩擦力 等各種力，也可以是各力的合力或某力的分力如：水平圓盤上跟圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物體 和勻速轉(zhuǎn)彎的汽車，其所受的摩擦力提供向心力.例 1】（201 8 如皋學(xué)測模擬）如圖 1 所示，一人騎自行車以速度v通過一半圓形的拱橋頂端2A. 人和自行車的向心力就是它們受的重力B. 人和自行車受到重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用C. 人和自行車的向心力是它們所受重力和支持力的合力，方向指向圓心D. 人和自行車受到重力、支持力、牽引力、摩擦力和離心力的作用易錯辨析】向心力是根據(jù)效果命名的，受力分析時不分析.例 2（2010 江蘇學(xué)測）某同學(xué)為感

3、受向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個小實(shí)驗(yàn)：繩的一端拴一小球，手牽著在空中甩動，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動（如圖 2 所示）.則下列說法正確的是（）A. 保持繩長不變，增大角速度，繩對手的拉力將不變B. 保持繩長不變，增大角速度，繩對手的拉力將增大C. 保持角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將不變D. 保持角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將減小考點(diǎn)二 生活中的圓周運(yùn)動（1）火車轉(zhuǎn)彎時，向心力來源于鐵軌對火車的 _ 力與火車 _ 力的合力.拱（凹）形橋設(shè)汽車質(zhì)量為m橋面圓弧半徑為r,汽車過橋面最高點(diǎn)（或最低點(diǎn)）時的速度為v,汽車所受 支持力為FN.2汽車過拱形橋最高點(diǎn)時，由向心力公式有_ =

4、 mr ,此時FN_ （填 =或 _時，F(xiàn)N=0,汽車將脫離橋面，容易發(fā)生危險.2汽車過凹形橋最低點(diǎn)時，由向心力公式有 _ =nr.此時，F(xiàn)N_（填“”或“ ”）mg汽車容易爆胎.（3）航天器中的失重現(xiàn)象在任何關(guān)閉了發(fā)動機(jī)又不受阻力的飛行器中，都是一個 _ 的環(huán)境.3（4）離心運(yùn)動當(dāng)合外力突然為零，物體就沿 _飛去.當(dāng)合力不足以提供向心力時，物體也會逐漸_.例 3】（2018 無錫學(xué)測模擬）洗衣機(jī)的脫水桶如圖 3 所示，在甩干衣服時，脫水桶繞豎直軸4高速轉(zhuǎn)動，衣服緊貼脫水桶側(cè)壁隨之轉(zhuǎn)動，則衣服做圓周運(yùn)動的向心力由A.在A處時對路面的壓力小于它的重力B. 在A處時對路面的壓力大于它的重力C. 在

5、 B 處時對路面的壓力小于它的重力D.在 B 處時對路面的壓力等于它的重力 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動的綜合問題(1)圓周運(yùn)動的解題步驟明確研究對象.2受力分析，畫出受力示意圖.3明確圓周運(yùn)動的軌跡、半徑及圓心位置.4對物體受力沿圓心方向合成或分解.5根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式列方程，求解.(2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動如圖 5 甲和乙所示，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的小球，通過最高點(diǎn)時，由牛頓第二定律m肝2FN=mR.小球剛能到達(dá)最高點(diǎn)時，F(xiàn)N=0,此時小球通過最高點(diǎn)需要的最小速度Vmin=. gRA. 衣服所受的靜摩擦力提供B. 衣服所受重力和摩擦力的合力提供C. 衣服對桶蓋壁的彈力提供D.桶壁對衣服

6、的彈力提供例 4】(2018無錫學(xué)測模擬)一輛小汽車在如圖 4 所示的路面上快速行駛, 位置時，對路面的壓力和它的重力的關(guān)系是()途經(jīng)圖示的AB5圖 5如圖丙所示，小球過最高點(diǎn)時：a.小球速度v= 0 時，輕桿對小球的支持力大小為mgb 小球速度 0v.Rg寸，輕桿對小球的彈力是拉力，指向圓心.【例 5】一輛汽車勻速率通過一座圓弧形拱橋后，接著又以相同速率通過一圓弧形凹形橋設(shè)兩圓弧半徑相等，汽車通過拱橋橋頂時，對橋面的壓力F為車重的一半汽車通過圓弧形凹形橋的最低點(diǎn)時，對橋面的壓力為F2.求Fi與F2之比.例 6 如圖 6 所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道質(zhì)量為m的游客隨A.處

7、于超重狀態(tài)B.向心加速度方向豎直向下C.速度v的大小一定為.gR2D.座位對游客的作用力為nr；過山車一起運(yùn)動，當(dāng)游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點(diǎn)時（甲乙丙圖 66百真題演練模擬過關(guān)1.（2016 江蘇學(xué)測）如圖 7 所示，長為L的細(xì)線一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球小7球在豎直平面內(nèi)擺動，通過最低點(diǎn)時的速度為V，則此時細(xì)線對小球拉力的大小為()2 .(2015 江蘇學(xué)測)如圖 8 所示，小球通過細(xì)線繞圓心O在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動.已知小球質(zhì)量 m= 0.40 kg，線速度大小v= 1.0 m/s，細(xì)線長L= 0.25 m，求：(1)小球的動能 丘；(2)小球的角速度大小3；(3)細(xì)線對

8、小球的拉力大小F.3. (2014 江蘇學(xué)測)“魔盤”是一種神奇的游樂設(shè)施，它是一個能繞中心軸轉(zhuǎn)動的帶有豎直側(cè)壁的大型轉(zhuǎn)盤，隨著“魔盤”轉(zhuǎn)動角速度的增大，“魔盤”上的人可能滑向盤的邊緣.女口圖 9 所示，質(zhì)量為m的人(視為質(zhì)點(diǎn))坐在轉(zhuǎn)盤上，與轉(zhuǎn)盤中心O相距r.轉(zhuǎn)盤的半徑為 R,人 與盤面及側(cè)壁間的動摩擦因數(shù)均為卩，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.圖 9(1) 當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度大小為30時，人未滑動，求此時人的線速度大小V.(2) 求人與轉(zhuǎn)盤發(fā)生相對滑動時轉(zhuǎn)盤的角速度大小3應(yīng)滿足的條件.(3) 當(dāng)人滑至“魔盤”側(cè)壁處時，只要轉(zhuǎn)盤的角速度不小于某一數(shù)值3m,人就可以離開盤面,A.mg2

9、V C. m肝mLB.D.2Vmemg- m|LL圖 78貼著側(cè)壁一起轉(zhuǎn)動. 有同學(xué)認(rèn)為，3m的大小與人的質(zhì)量有關(guān)， 你同意這個觀點(diǎn)嗎？請通過計9算說明理由.合案精析考點(diǎn)突破考點(diǎn)一2(i)圓心垂直圓心改變變m例 1 C 重力與支持力的合力提供向心力，方向指向圓心.例 2 B考點(diǎn)二(1)支持 重(2)mg- FN (3)完全失重 切線方向 遠(yuǎn)離圓心例 3 D 桶壁對衣服的彈力指向圓心提供向心力.例 4 A A、B兩處合力指向圓心，A處重力大于支持力，B處支持力大于重力.考點(diǎn)三例 51：3解析 汽車過圓弧形橋的最高點(diǎn)(或最低點(diǎn))時，由重力與橋面對汽車的支持力的合力提供向心力汽車過圓弧形拱橋的最高點(diǎn)時，由牛頓第三定律可知，橋面對汽車的支持力與汽車對2mv橋面的壓力大小相等，所以由牛頓第二定律可得G- FI=-R2mv同樣，汽車過圓弧形凹形橋的最低點(diǎn)時，有F2G=R又因F=G聯(lián)立解得Fl:F2= 1 : 3.例 6 B 游客經(jīng)過最高點(diǎn)時，向心加速度方向豎直向下，處于失重狀態(tài)，所以A 錯誤，B2 2正確.由m葉FN=mR在最高點(diǎn)的最小速度為gR作用力為mg- nR,所以 C D 項(xiàng)錯誤. 真題演練1 . C2 .見解析12解析 (1)小球動能 E= ?mv= 0.2