2.3圓周運動的實例分析預習案高一物理教科版（2019）必修第二冊1.能分析火車轉彎、汽車過橋等實例中的向心力來源。2.掌握豎直面內圓周運動的臨界速度計算。3.理解離心現象的產生條件。重點火車傾斜軌道轉彎、汽車水平轉彎等水平面上的圓周運動分析；豎直面上的圓周運動臨界問題分析例如拱形橋最高點的臨界速度難點向心力的動態分析一、汽車通過拱形橋1.在橋頂，汽車對橋面的壓力①________汽車實際重力。2.當速度達到臨界值時，駕駛員會產生②________感。3.凹形路面最低點壓力公式：N=③________。二、旋轉秋千1.懸繩拉力T的豎直分力平衡④________。2.旋轉角速度與繩長L的關系式：=⑤________3.當時，說明趨近于⑥____________三、火車轉彎1.當火車以設計速度v0通過傾斜軌道時，內外軌對車輪的側壓力為⑦________2.實際速度v>v0時，⑧_________軌將承受額外壓力3.軌道傾角的計算時：=⑨________四、離心運動1.在做圓周運動時，由于合外力提供的向心力⑩______________，以致物體沿圓周運動的?_________方向飛出或?___________而去的運動叫作離心運動。2.洗衣機脫水時，水分被甩出是因為?_________力不足以提供向心力。3.制作“棉花糖”利用熔融糖漿的?___________運動

答案：①小于②失重③④重力⑤⑥無窮大⑦零⑧外⑨⑩消失或不足?切線?遠離圓心?吸附?離心1.如圖所示，長L的輕桿兩端分別固定著可視為質點的質量為2m和m的小球，置于光滑水平桌面上，輕桿中心O有一豎直方向的固定轉動軸。當輕桿繞軸以角速度ω在水平桌面上轉動時，轉軸受桿的拉力大小為()A. B. C. D.2.如圖所示，賽車在跑道上轉彎時，常常在彎道上沖出跑道，這是由于賽車行駛到彎道時()A.運動員未能及時轉動方向盤才造成賽車沖出跑道的B.運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的C.由公式可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道D.由公式可知，彎道半徑越小，越容易沖出跑道3.某次軍事演習中，甲、乙兩架戰斗機均在空中水平面內做勻速圓周運動，此時戰斗機僅受空氣對戰斗機的升力（方向與機翼平面垂直）和重力。已知甲、乙做圓周運動的軌跡半徑相同，且甲的速率大于乙的速率，則甲、乙兩架戰斗機機翼與水平面間的夾角與的大小關系為()A. B. C. D.無法確定4.如圖甲所示，滾筒洗衣機脫水時，滾筒內的衣物隨滾筒在豎直面內做勻速圓周運動，可簡化為如圖乙所示模型，A、C兩點分別為衣物運動的最高點和最低點，B、D兩點與圓筒圓心等高，則對脫水過程.下列說法正確的是()A.從A到C衣物處于失重狀態 B.在B、D兩點衣物的加速度相同C.脫水效果最好的位置在C點 D.已脫水的衣物在A點受到的合力最小5.在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內軌。如圖所示，當火車以規定的行駛速度（θ為兩軌所在面與水平面間的傾角，r為轉彎半徑）轉彎時，內軌和外軌均不會受到輪緣的擠壓，則()A.當火車轉彎時，火車的實際轉彎速度越小越好B.當火車質量改變時，規定的行駛速度變小C.當火車速率大于v時，外軌和內軌都將受到輪緣的擠壓D.當火車速率小于v時，內軌都將受到輪緣的擠壓6.小明爸爸開車回山區的老家，途中要經過一段如圖甲所示波浪路，該路段可簡化為豎直平面內的兩段半徑相等的圓弧軌道，如圖乙所示，P為最低點，Q為最高點。小明爸爸駕駛汽車以恒定速率v通過了該路段，整個過程中汽車始終未脫離路面，且過P、Q兩點時汽車對地面的壓力差為1.6G，其中G為汽車總重量，則下列說法正確的是()A.汽車通過P點時對地面的壓力大小為0.6GB.汽車通過P點時對地面的壓力為通過Q點時的9倍C.若汽車以0.5v的速度行駛，則通過P、Q兩點時汽車對地面的壓力差為0.8GD.為防止汽車爆胎，通過P點時應增大汽車的速度

答案以及解析1.答案：A解析：由向心力公式，對質量為2m的小球受力分析，可得轉軸對小球的拉力方向指向圓心O，對質量為m的小球受力分析，可得轉軸對小球的拉力方向指向圓心O。由牛頓第三定律可知，小球對轉軸的力與轉軸對小球的力等大反向，則轉軸受桿拉力的大小為故選A。2.答案：D解析：賽車在水平路面上轉彎時，它需要的向心力是由賽車與地面間的摩擦力提供的，根據彎道半徑不變時，速度越大，所需的向心力越大，摩擦力不足以提供向心力時，賽車將沖出跑道。同理在速度大小不變時，彎道半徑越大，所需向心力越小，越不容易沖出跑道。故ABC錯誤；D正確。故選D。3.答案：C解析：根據升力與重力的合力提供向心力和向心力方程可知甲、乙做圓周運動的軌跡半徑相同，且甲的速率大于乙的速率，則即故選C。4.答案：C解析：從A到C衣物豎直方向的分加速度先向下后向上，因此先失重后超重，選項A錯誤；在B、D兩點衣物的加速度大小相等，方向相反，選項B錯誤；在C位置，衣物對圓筒的壓力最大，脫水效果最好，選項C正確；已脫水的衣物在各點受到的合力大小相等，選項D錯誤。5.答案：D解析：AD.火車以某一速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力由圖可以得出合力等于向心力，故當轉彎的實際速度小于規定速度v時，火車所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火車有向心趨勢，此時內軌對火車有側壓力，輪緣擠壓內軌，故A錯誤，D正確；B.由知，規定行駛的速度與質量無關，當火車質量改變時，規定的行駛速度不變，故B錯誤；C.當轉彎的實際速度大于規定速度v時，火車所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火車有離心趨勢，此時外軌對火車有側壓力，輪緣擠壓外軌，故C錯誤。故選D。6.答案：B解析：設經過P點時地面對汽車的支持力為，則，設經過Q點時地面對汽車的支持力為，則，由題意