【拔高教育】2017_2018学年高中物理课时跟踪检测六生活中的圆周运动新人教版必修2

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【拔高教育】2017_2018学年高中物理课时跟踪检测六匀速圆周运动粤教版必修2

课时跟踪检测（六）匀速圆周运动

1．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是( ) A ．物体可能处于受力平衡状态 B ．物体的运动状态可能不发生变化 C ．物体的加速度可能等于零 D ．物体运动的速率是恒定不变的

解析：选D 匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，显然匀速圆周运动是变速运动，具有加速度。故A 、B 、C 错误，D 对。

2．电脑中用的光盘驱动器采用恒定角速度驱动光盘，光盘上凹凸不平的小坑是存贮数据的。请问激光头在何处时，电脑读取数据速度较快( )

A ．内圈

B ．外圈

C ．中间位置

D ．与位置无关

解析：选B 光盘做匀速圆周运动，光盘上某点的线速度v ＝r ω，ω恒定，则r 越大时，v 就越大，因此激光头在光盘外圈时，电脑读取数据速度比较快。

3．(多选)质点做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是( ) A ．因为v ＝R ω，所以线速度v 与轨道半径R 成正比 B ．因为ω＝v R

，所以角速度ω与轨道半径R 成反比 C ．因为ω＝2πn ，所以角速度ω与转速n 成正比 D ．因为ω＝2π

，所以角速度ω与周期T 成反比

解析：选CD v ＝R ω，ω一定时，线速度v 才与轨道半径R 成正比，v 一定时，角速度ω才与R 成反比，A 、B 错误。ω＝2πn ＝2π

，2π为常数，所以角速度ω与转速n 成

正比，与周期T 成反比，C 、D 正确。

4.如图1所示，细杆上固定两个小球a 和b ，杆绕O 点做匀速转动，下列说法正确的是( )

图1

A ．a 、b 两球线速度相等

B ．a 、b 两球角速度相等

2017-2018学年高中物理必修二练习：第5章第7节生活中

第五章第七节

1．(河北石家庄一中2016～2017学年高一上学期期末)火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘(如图a 所示)挤压的弹力F 提供了火车转弯时的向心力(如图b 所示)。但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图c 所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v ，则下列说法正确的是导学号 66904166( C )

A ．当火车的速率小于v 时，火车将有向外侧冲出轨道的危险

B ．当火车速率小于v 时，外轨将受到轮缘的挤压

C ．当火车的速率大于v 时，外轨将受到轮缘的挤压

D ．当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变

解析：当火车速率大于v 时，火车有向外滑动的趋势，外轨将受到挤压，选项C 正确；当火车速率小于v 时，火车有向内滑动的趋势，内轨将受到挤压，选项A 、B 错误；火车质量不影响规定速度，选项D 错。

2．(多选)(陕西省西安一中2016～2017学年高一下学期检测)如图所示，光滑水平面上，小球m 在拉力F 作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P 点时，拉力F 发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是导学号 66904167( ACD )

A ．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa 做离心运动

B ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa 做离心运动

C ．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb 做离心运动

D ．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc 做近心运动

解析：由F ＝m v 2

知，拉力变小，F 提供的向心力不足，R 变大，小球做离心运动，故选项C 正确B 错误；反之，F 变大，小球做近心运动，D 正确；当F 突然消失时，小球将沿直线运动，A 正确。

【拔高教育】2017_2018学年高中物理课时跟踪检测十三匀速圆周运动快慢的描述鲁科版必修2

课时跟踪检测（十三）匀速圆周运动快慢的描述

1．(多选)做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是 ( )

A．速度 B.速率

C.角速度

D.周期

解析：选BCD 物体做匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但它的方向在不断变化，选项B、C、D正确。

2．关于匀速圆周运动的线速度v、角速度ω和半径r，下列说法正确的是( )

A．若r一定，则v与ω成正比

B．若r一定，则v与ω成反比

C．若ω一定，则v与r成反比

D．若v一定，则ω与r成正比

解析：选A 根据v＝ωr知，若r一定，则v与ω成正比；若ω一定，则v与r成正比；若v一定，则ω与r成反比。故只有选项A正确。

3．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的线速度之比为( )

A．1∶4 B．2∶3

C．4∶9 D．9∶16

解析：选B 由题意知甲、乙两物体的角速度之比ω1∶ω2＝60°∶45°＝4∶3，故两物体的线速度之比v1∶v2＝(ω1r)∶(ω2·2r)＝2∶3，B项正确。

4．静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是( )

A．它们的运动周期都是相同的

B．它们的线速度都是相同的

C．它们的线速度大小都是相同的

D．它们的角速度是不同的

解析：选A 如图所示，地球绕自转轴转动时，地球上所有点的

周期及角速度都是相同的(除极点外)。地球表面物体做圆周运动的

平面是物体所在纬线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬度

处的物体做圆周运动的半径是不同的，只有同一纬度处的物体转动

半径相等，线速度的大小才相等，但即使物体的线速度大小相等，

2017_2018学年高中物理课时跟踪检测(六)圆周运动的实例分析教科版必修2

课时跟踪检测（六）圆周运动的实例分析

1．秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千( ) A ．在下摆过程中 B ．在上摆过程中 C ．摆到最高点时

D ．摆到最低点时

解析：选D 当秋千摆到最低点时速度最大，由F －mg ＝m v 2

知，吊绳中拉力F 最大，吊

绳最容易断裂，选项D 正确。

2．某同学在进行课外实验时，做了一个“人工漩涡”的实验，取一个装满水的大盆，用手掌在水中快速转动，就在水盆中形成了“漩涡”，随着手掌转动越来越快，形成的漩涡也越来越大，则关于漩涡形成的原因，下列说法中正确的是( )

A ．由于水受到向心力的作用

B ．由于水受到合外力的作用

C ．由于水受到离心力的作用

D ．由于水做离心运动

解析：选D 水在手的拨动下做圆周运动，当水转动越来越快时，需要的向心力也越来越大，当其所需向心力大于所受合外力时，即做离心运动，故选项D 正确。

3．摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图1所示。它的优点是能够在现有线路上运行，勿须对线路等设施进行较大的改造，而是靠摆式车体的先进性，实现高速行车，并能达到既安全又舒适的要求。运行实践表明：摆式列车通过曲线速度可提高20%～40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”。假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360 km/h 的速度拐弯，拐弯半径为1 km ，则质量为50 kg 的乘客，在拐弯过程中所受到的向心力为( )

图1

A ．500 N

B ．1 000 N

C ．500 2 N

D ．0

解析：选A 360 km/h ＝100 m/s ，乘客在列车拐弯过程中所受的合外力提供向心力F

2018学年高中物理教科版必修2学业分层测评6 圆周运动

学业分层测评(六)

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运动的认识进行交流．甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动．”乙说：“火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压．”丙说：“汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶．”丁说：“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．”你认为正确的是()

A．甲和乙B．乙和丙

C．丙和丁D．甲和丁

【解析】甲和丁所述的情况都是利用了离心现象，D正确；乙所述的情况，外轨会受到挤压，汽车无论是过凸形桥还是凹形桥都要减速行驶，A、B、C选项均错．

【答案】 D

2. (多选)(2016·遂宁市期中)如图2-3-22所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，则()

图2-3-22

A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供

B．圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力也增大

C．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动

D．圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大

【解析】衣服做圆周运动的向心力由桶壁的弹力提供，A错误．转速增大，衣服对桶壁压力增大，而摩擦力保持不变，B正确，D错误．转速足够大时，衣服上的水滴做离心运动，C正确．

【答案】BC

3. (2016·泉州高一检测)如图2-3-23所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为()

【拔高教育】2017_2018学年高中物理第五章曲线运动课时作业6生活中的圆周运动新人教版必修2

课时作业(六)生活中的圆周运动

．如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是

做离心运动

．如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运

两车沿半径方向受到的摩擦力分别为

的大小均与汽车速率无关

gRh

gRd

时，小球对底面的压力为零

．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧

．弯道半径越大，火车所需向心力越大

．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动

火车转弯做匀速圆周运动，合力指向圆心，受力分析如图

θ.因而，m、v一定时，

规定速度，火车将做向心运动，对内轨挤压；当m、r一定时，若要增大

．在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径R＝10 m的圆弧，左侧连接水平路面，右侧37°斜坡连接．某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛

2017_2018学年高中物理课时跟踪检测(三)圆周运动新人教版

课时跟踪检测（三）圆周运动

1．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( )

A．是线速度不变的运动

B．是角速度不变的运动

C．是角速度不断变化的运动

D．是相对圆心位移不变的运动

解析：选B 匀速圆周运动，角速度保持不变，线速度大小保持不变，方向时刻变化，A、C错误，B正确；相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，D错误。

2．(多选)关于地球上的物体随地球自转的角速度、线速度的大小，下列说法正确的是( )

A．在赤道上的物体线速度最大

B．在两极的物体线速度最大

C．在赤道上的物体角速度最大

D．在北京和广州的物体角速度一样大

解析：选AD 地球上的物体随地球一起绕地轴匀速转动，物体相对地面的运动在此一般可忽略，因此物体随地球一起绕地轴匀速转动的角速度一样，由v＝ωr知半径大的线速度大。物体在地球上绕地轴匀速转动时，在赤道上距地轴最远，线速度最大，在两极距地轴为0，线速度为0。在北京和广州的物体角速度一样大。故A、D正确。

3.如图1所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b两点( )

图1

A．角速度大小相同

B．线速度大小相同

C．周期大小不同

D．转速大小不同

解析：选A 同轴转动，角速度大小相等，周期、转速都相等，选项A正确，C、D错误；角速度大小相等，但转动半径不同，根据v＝ωr可知，线速度大小不同，选项B错误。

4．如图2所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为

r 2的小齿轮，C 是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )

2017_2018学年高中物理课时跟踪检测三圆周运动新人教

课时跟踪检测（三）圆周运动

1．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( )

A．是线速度不变的运动

B．是角速度不变的运动

C．是角速度不断变化的运动

D．是相对圆心位移不变的运动

解析：选B 匀速圆周运动，角速度保持不变，线速度大小保持不变，方向时刻变化，A、C错误，B正确；相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，D错误。

2．(多选)关于地球上的物体随地球自转的角速度、线速度的大小，下列说法正确的是( )

A．在赤道上的物体线速度最大

B．在两极的物体线速度最大

C．在赤道上的物体角速度最大

D．在北京和广州的物体角速度一样大

3.如图1所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b两点( )

图1

A．角速度大小相同

B．线速度大小相同

C．周期大小不同

D．转速大小不同

4．如图2所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为

r 2的小齿轮，C 是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )

【K12教育学习资料】2017_2018学年高中物理第五章曲线运动7生活中的圆周运动教学案新人教版必

7 生活中的圆周运动

[学习目标] 1.巩固向心力和向心加速度的知识.2.会在具体问题中分析向心力的来源.3.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题.

一、铁路的弯道

1.运动特点：火车在弯道上运动时可看做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的向心力.

2.轨道设计：转弯处外轨略高(选填“高”或“低”)于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力F N 的方向是斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心.

若火车以规定的速度行驶，转弯时所需的向心力几乎完全由支持力和重力的合力来提供. 二、拱形桥

三、航天器中的失重现象

1.向心力分析：宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力，mg －F N

＝m v 2r ，所以F N ＝mg －m v 2r

2.完全失重状态：当v ＝rg 时，座舱对宇航员的支持力F N ＝0，宇航员处于完全失重状态. 四、离心运动

1.定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.

2.原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需的向心力.

3.应用：洗衣机的脱水筒，制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等.

[即学即用]

1.判断下列说法的正误.

(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨.(×)

(2)汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.(×) (3)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重.(√)

(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再具有重力.(×) (5)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×) (6)做离心运动的物体可以沿半径方向运动.(×)

18学年高中物理课时跟踪检测(三)圆周运动新人教版必修2

课时跟踪检测（三）圆周运动

1．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( )

A．是线速度不变的运动

B．是角速度不变的运动

C．是角速度不断变化的运动

D．是相对圆心位移不变的运动

解析：选B 匀速圆周运动，角速度保持不变，线速度大小保持不变，方向时刻变化，A、C错误，B正确；相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，D错误。

2．(多选)关于地球上的物体随地球自转的角速度、线速度的大小，下列说法正确的是( )

A．在赤道上的物体线速度最大

B．在两极的物体线速度最大

C．在赤道上的物体角速度最大

D．在北京和广州的物体角速度一样大

3.如图1所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b两点( )

图1

A．角速度大小相同

B．线速度大小相同

C．周期大小不同

D．转速大小不同

4．如图2所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为

r 2的小齿轮，C 是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )

2017-2018学年高一物理必修2：课下能力提升七生活中

课下能力提升(七)生活中的圆周运动

[基础练]

一、选择题

1．(2016·怀化高一检测)如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是()

A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动

B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动

C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动

D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心

2．(2016·济南月考)“快乐向前冲”节目中有这样一个项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，已知选手的质量为m，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角为α，如图所示，不考虑空气阻力和绳的质量(选手可视为质点)，下列说法正确的是()

A．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力等于mg

B．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于mg

C．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力

D．选手摆动到最低点的运动过程为匀变速曲线运动

3．一轻杆下端固定一质量为M的小球，上端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计空气阻力，在最低点给小球水平速度v0时，刚好能到达最高点，若小球在最低点的瞬时速度从v0不断增大，则可知()

A．小球在最高点对杆的作用力不断增大

B．小球在最高点对杆的作用力先减小后增大

C．小球在最高点对杆的作用力不断减小

D．小球在最高点对杆的作用力先增大后减小

4．[多选](2016·金华高一检测)如图所示，洗衣机的甩干筒在转动时有一衣服附在筒壁上，则此时()

A．衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力

高中物理6.8 生活中的圆周运动教案人教版必修二

6.8 生活中的圆周运动

【教学目标】

知识与技能

1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。

2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。

3、会在具体问题中分析向心力的来源。

过程与方法

培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法

情感态度与价值观

通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析

【教学重点】

1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式

2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例

【教学难点】

理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。【教学课时】1课时

【课堂实录】

引入新课

1、复习提问：

（1）向心力的求解公式有哪几个？

（2）如何求解向心加速度？

2、引入：本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。

新课讲解

（一）用投影片出示本节课的学习目标

知识与技能

1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。

2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。

3、会在具体问题中分析向心力的来源。

过程与方法

培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法

情感态度与价值观

通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析

（二）学习目标完成过程

1：关于向心力的来源。

（1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。

2：说明：

a：向心力是按效果命名的力；

b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；

c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。 3．简介运用向心力公式的解题步骤：

2017-2018学年高中物理必修2浙江专版：课时跟踪检测六

课时跟踪检测（六）生活中的圆周运动

1．在水平路面上转弯的汽车，提供向心力的是()

A．重力和支持力的合力

B．静摩擦力

C．滑动摩擦力

D．重力、支持力和牵引力的合力

解析：选B汽车在水平路面上转弯时，与线速度方向垂直且指向圆心的静摩擦力提供汽车转弯所需的向心力。

2．关于铁轨转弯处内、外轨间的高度关系，下列说法中正确的是()

A．内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故

B．因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒

C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮对铁轨的挤压

D．以上说法均不正确

解析：选C外轨略高于内轨，这样轨道对火车的支持力垂直于轨道平面向上，它与火车的重力的合力沿水平方向指向圆心，消除或减小车轮和轨道间的侧向挤压，有效地保护了轨道和车轮。

3．如图1所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力，当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是()

图1

A．与试管保持相对静止

B．向B端运动，可以到达B端

C．向A端运动，可以到达A端

D．无法确定

解析：选C试管快速摆动，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向下运动。只要摆动速度足够大且时间足够长，

蜡块就能一直运动到手握的A 端，故C 正确。

4．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的3

4，如果要使汽

车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为( )

高中物理高考物理生活中的圆周运动解题技巧分析及练习题(含答案)

一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动

1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求：

（1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？

（2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？

【答案】（1）

（2）

mgl

kl mg

【解析】

【分析】

（1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0．

（2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x．

【详解】

若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力．

（1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有：

μmg＝mlω02，

解得：ω0=

g l μ

即当ω0＝

A开始滑动．

（2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12，

r=l+△x

解得：

mgl x

kl mg

V＝

【点睛】

当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．

2017_2018学年高中物理专题5.7生活中的圆周运动预基础版含解析新人教版必修2

生活中的圆周运动

【学习目标】

(1)会在具体问题中分析向心力的来源；

(2)会用牛顿第二定律解决竖直平面圆周运动问题

【自主学习】

一、铁路的弯道

（1）火车受几个力作用？

（2）这几个力的关系如何？

（3）画出受力示用意，结合运动情形分析各力的关系。

2.汽车在桥上对桥的压力问题

（1）汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向受力，力。合力为。（2）汽车过凸型桥或凹型桥时的运动也能够近似看做运动。

图1 图2

（3）汽车在凸形桥的最高点时（如图1）：

试探并回答：设桥半径为R，汽车质量为m，

①汽车在最高点的受哪些力？

②向心力的来源：

③在最高点的速度为V，那么汽车向心力公式F n=

④对桥面的压力F N’=

则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力重力（>或<），汽车处于重（超/失）。讨论：

①若速度V↑，对桥面的压力F N’如何转变？

②假设F Nmin’ =0，即压力为零，那么车速V0为多少？汽车会如何？

③假设V> V0，汽车会做如何运动？

（4）汽车在凹形桥的最低点时（如图2）：

试探并回答：设桥半径为R，汽车质量为m，

①汽车在凹桥最低点的受力情形：

②向心力的来源：

③在最低点的速度为V，汽车向心力公式F n=

④对桥面的压力F N’=

则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力重力（>或<），汽车处于重（超/失）。

讨论：①假设V↑，F N’如何转变？

1．如下图，洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，那么衣服：

（）

A．受到4个力的作用

B．所需的向心力由静摩擦力提供

C．所需的向心力由弹力提供

2017-2018学年高中物理必修二教师用书：第5章 7-生活

7．生活中的圆周运动

1．火车在弯道上的运动特点

火车在弯道上运动时实际上在做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的向心力．

图571

2．向心力的来源

(1)若转弯时内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样，铁轨和车轮极易受损．

(2)若内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由重力G和支持力F N的合力提供．

1．火车弯道的半径很大，故火车转弯需要的向心力很小．(×)

2．火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的．(×)

3．火车通过弯道时具有速度的限制．(√)

除了火车弯道具有内低外高的特点外，你还了解哪些道路具有这样的特点？

图572

【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力，进而提高了车辆的运动速度，因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低，比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等．

火车在铁轨上转弯可以看成是匀速圆周运动，如图573所示，请思考下列问题：

重力G 与支持力F N 的合力F 是使火车转弯的向心力

图573

探讨1：火车转弯处的铁轨有什么特点？【提示】火车转弯处，外轨高于内轨．

探讨2：火车转弯时速度过大或过小，会对哪侧轨道有侧压力？

【提示】火车转弯时速度过大会对轨道外侧有压力，速度过小会对轨道内侧有压力．

1．明确圆周平面

火车转弯处的铁轨，虽然外轨高于内轨，但整个外轨是等高的，整个内轨是等高的．因而火车在行驶的过程中，中心的高度不变，即火车中心的轨迹在同一水平面内．故火车的圆周平面是水平面，而不是斜面．即火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心．

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