第3課時(shí)生活中圓周運(yùn)動(dòng)1/36一、離心運(yùn)動(dòng)1.定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)____________情況下，就做逐步遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。2.受力特點(diǎn)

當(dāng)F供＝_______時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)F供＝0時(shí)，物體沿_________飛出；

當(dāng)F供<_______時(shí)，物體逐步遠(yuǎn)離圓心。

所需向心力mω2r切線方向mω2r2/36二、圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析1.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng) (1)汽車過(guò)弧形橋

特點(diǎn)：重力和橋面支持力_______提供向心力。 (2)水流星、繩球模型、內(nèi)軌道 (3)輕桿模型、管軌道2.火車轉(zhuǎn)彎

特點(diǎn)：重力與支持力_______提供向心力。(火車按設(shè)計(jì)速度轉(zhuǎn)彎，不然將擠壓內(nèi)軌或外軌)協(xié)力協(xié)力3/36【思索判斷】1.隨水平圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物塊受重力、支持力和向心力作用(

)2.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假如超速會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，這是因?yàn)槟ν熊囀艿诫x心力作用(

)3.火車轉(zhuǎn)彎速率小于要求數(shù)值時(shí)，內(nèi)軌受到壓力會(huì)增大(

)4.做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周半徑方向飛出(

)5.在絕對(duì)光滑水平路面上汽車能夠轉(zhuǎn)彎(

)6.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)合外力突然減小時(shí)，物體將沿切線方向飛出(

)××√×××4/36考點(diǎn)一離心運(yùn)動(dòng)(c/－)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)條件，如圖所表示。(1)做圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)合外力消失時(shí)，它就以這一時(shí)刻線速度沿切線方向飛出去；(2)當(dāng)合外力突然減小為某一值時(shí)，物體將會(huì)在切線方向與圓周之間做離心運(yùn)動(dòng)。

5/36[典例剖析]【例】

(·溫州模擬)如圖所表示是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超出此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)。對(duì)于摩托車滑動(dòng)問題，以下敘述正確是(

)A.摩托車一直受到沿半徑方向向外離心力作用B.摩托車所受外力協(xié)力小于所需向心力C.摩托車將沿其線速度方向沿直線滑去D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去

6/36解析摩托車只受重力、地面支持力、地面摩擦力及人作用力，不存在離心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)摩托車所受外力協(xié)力小于所需向心力時(shí)，摩托車將在切線方向與圓周之間做離心曲線運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B7/36[針對(duì)訓(xùn)練]1.以下關(guān)于離心現(xiàn)象說(shuō)法正確是(

)A.當(dāng)物體所受離心力大于向心力時(shí)發(fā)生離心現(xiàn)象B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)它所受一切外力都突然消失后，物體將做背離圓心圓周運(yùn)動(dòng)C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)它所受一切外力都突然消失后，物體將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)它所受一切外力都突然消失后，物體將做曲線運(yùn)動(dòng)

8/36解析物體只要受到力，必有施力物體，但“離心力”是沒有施力物體，故所謂離心力是不存在，只要向心力不足，物體就做離心運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，當(dāng)所受一切力都突然消失后，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確。答案C9/362.洗衣機(jī)甩干筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附著在筒壁上，則此時(shí)(

)A.衣物受到重力、筒壁彈力、摩擦力和向心力B.衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)向心力是摩擦力C.筒壁彈力隨筒轉(zhuǎn)速增大而減小D.水與衣物間附著力小于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，水從筒壁小孔甩出

解析衣物受到重力、筒壁彈力和摩擦力作用，靠彈力提供向心力。分析受力時(shí)，不單獨(dú)分析向心力，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；因彈力提供向心力，由F＝mω2r知，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大，向心力增大，則彈力F增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水與衣物間附著力小于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，水從筒壁小孔甩出，選項(xiàng)D正確。D10/36考點(diǎn)二水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析(d/d)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]1.運(yùn)動(dòng)實(shí)例：圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)等。2.問題特點(diǎn)：①運(yùn)動(dòng)軌跡是圓且在水平面內(nèi)；②向心力方向水平，豎直方向協(xié)力為零。3.處理方法：①對(duì)研究對(duì)象受力分析，確定向心力起源；②確定圓周運(yùn)動(dòng)圓心和半徑；③應(yīng)用相關(guān)規(guī)律列方程求解。11/36[典例剖析]【例1】

質(zhì)量為m飛機(jī)以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖所表示，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R，重力加速度為g，則此時(shí)空氣對(duì)飛機(jī)作用力大小為(

)12/36答案C13/36【例2】

如圖所表示，一個(gè)內(nèi)壁光滑圓錐形筒軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所表示水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法中正確是(

)A.A球角速度等于B球角速度B.A球線速度大于B球線速度C.A球運(yùn)動(dòng)周期小于B球運(yùn)動(dòng)周期D.A球?qū)ν脖趬毫Υ笥贐球?qū)ν脖趬毫?/p>

14/3615/36答案B16/36[針對(duì)訓(xùn)練]1.在高速公路拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所表示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)路面比右側(cè)路面低一些。汽車運(yùn)動(dòng)可看做是半徑為R圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基水平寬度為d，路面寬度為L(zhǎng)。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向摩擦力)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車速應(yīng)等于(

)17/36答案B18/362.如圖所表示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，經(jīng)過(guò)相同長(zhǎng)度纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確是(

)A.A速度比B大B.A與B向心加速度大小相等C.懸掛A、B纜繩與豎直方向夾角相等D.懸掛A纜繩所受拉力比懸掛B小

19/36答案D20/36考點(diǎn)三豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析(d/d)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)物體，按運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)受力情況可分為兩類：一是無(wú)支撐(如球與繩連接，沿內(nèi)軌道“過(guò)山車”等)，稱為“輕繩模型”，二是有支撐(如球與桿連接，在圓管內(nèi)運(yùn)動(dòng)等)，稱為“輕桿模型”。該類運(yùn)動(dòng)常有臨界問題，現(xiàn)分析比較以下：

輕繩模型輕桿模型常見類型均是沒有支撐小球均是有支撐小球21/3622/36[典例剖析]【例1】

如圖所表示，過(guò)山車軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R圓軌道。質(zhì)量為m游客隨過(guò)山車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)游客以速度v經(jīng)過(guò)圓軌道最高點(diǎn)時(shí)(

)23/36答案B24/36【例2】

一輕桿一端固定質(zhì)量為m小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所表示，則以下說(shuō)法正確是(

)25/36答案A26/3627/36[針對(duì)訓(xùn)練]1.游客乘坐過(guò)山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處取得向心加速度到達(dá)20m/s2，g取10m/s2。那么此位置座椅對(duì)游客作用力相當(dāng)于游客重力(

)A.1倍

B.2倍

C.3倍

D.4倍答案C28/362.如圖所表示，小球緊貼在豎直放置光滑圓形管道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則以下說(shuō)法正確是(

)29/36解析小球沿管道上升到最高點(diǎn)速度能夠?yàn)榱悖蔄、B均錯(cuò)誤；小球在水平線ab以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球作用力FN與小球重力在背離圓心方向分力Fmg協(xié)力提供向心力，即FN－Fmg＝ma，所以，外側(cè)管壁一定對(duì)小球有作用力，而內(nèi)側(cè)管壁無(wú)作用力，C正確；小球在水平線ab以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受管壁作用力情況與小球速度大小相關(guān)，D錯(cuò)誤。答案C30/361.如圖所表示，洗衣機(jī)脫水桶把濕衣服甩干，利用了(

)A.自由落體運(yùn)動(dòng)B.離心運(yùn)動(dòng)C.平拋運(yùn)動(dòng)D.勻速直線運(yùn)動(dòng)答案B31/362.冰面對(duì)滑冰運(yùn)動(dòng)員最大靜摩擦力為其重力k倍，在水平冰面上沿半徑為R圓周滑行運(yùn)動(dòng)員，若僅依靠摩擦力來(lái)提供向心力而不沖出圓形滑道，其運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)滿足(

)答案B32/363.一輛載重卡車，在丘陵地上以不變速率行駛，地形如圖所表示。因?yàn)檩喬ヒ雅f，途中爆了胎。你認(rèn)為在圖中A、B、C、D四處中，爆胎可能性最大一處是(

)A.A處

B.B處

C.C處

D.D處33/36解析在A處，地面對(duì)輪胎作用力大小等于卡車重力；在B處，卡車做圓周運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向上，依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知，卡車處于超重狀態(tài)，地面對(duì)卡車作用力大于其重力；在C處，卡車做圓周運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向下，依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知，卡車處于失重狀態(tài)，地面對(duì)卡車作用力小于其重力；在D處，地面對(duì)卡車作用力等于重力垂直于斜面向下分力，也小于重力。故可知，在B處，卡車受到地面