云南省石屏高级中学2017-2018学年高中物理人教版必修二假期作业：第5讲　圆周运动的规律.docx

第5讲　圆周运动的规律【复习目标】　1.根据受力分析判断向心力的来源.2.综合受力分析和运动学分析解决圆周运动.3.解决生活中火车转弯等圆周运动问题．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一、向心力来源的分析1．受力分析口诀：按照“一重二弹三摩擦”的顺序，逐个点逐个面的对物体进行受力分析．2．对匀速圆周运动来说合力必然指向圆心，全部充当向心力．例1　(多选)如图1所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．下列说法正确的是(　　)图1A．物体受到重力、摩擦力、弹力和向心力的作用B．物体所受弹力对物体提供向心力C．当圆筒的角速度ω增大以后，物体所受弹力和摩擦力都减小了D．当圆筒的角速度ω增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变变式训练1　如图2所示，在匀速转动的圆盘上，有一物体始终随圆盘一起转动而未滑动．下列说法正确的是(　　)图2A．物体受到重力、摩擦力、支持力和向心力的作用B．物体所受摩擦力对物体提供向心力C．当圆筒的角速度ω增大以后，物体所受支持力和摩擦力都减小了D．当圆筒的角速度ω增大以后，物体所受支持力增大，摩擦力不变规律总结　向心力是用来改变物体运动方向的作用力，是根据效果命名的力．可以是某一个力提供向心力，也可以是某些力的合力来提供向心力，或者某个力的分力来提供向心力．但是受力分析时，不要把向心力当作和重力、弹力、摩擦力并列的力分析出来．二、匀速圆周运动动力学分析解决匀速圆周运动问题的一般方法：(1)确定圆周所在的平面．(2)找到圆心、半径、速度等运动学信息．(3)对物体进行完整的受力分析．(4)根据合力提供向心力列方程求解．例2　(多选)如图3所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，A的运动半径较大，则(　　)图3A．A球的角速度小于B球的角速度B．A球的线速度小于B球的线速度C．A球运动的周期大于B球运动的周期D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力变式训练2　(多选)如图4所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是(　　)图4A．受到的向心力为mg＋mB．受到的摩擦力为μmC．受到的摩擦力为μ(mg＋m)D．受到的合力方向斜向左上方规律总结　对于多个类似的研究对象，我们可以研究一个，写出通式．然后在此基础上再根据不同点(多是半径不同)定性比较或定量计算即可．三、匀速圆周运动的实例分析铁路转弯和高速公路上的转弯处都会做的外高内低，借助重力和支持力的合力来提供向心力，所以存在一个没有摩擦力的临界速度．在进行定量计算时可以利用相似三角形知识．例3　为获得汽车行驶各项参数，汽车测试场内有各种不同形式的轨道，如图5所示．在某外高内低的弯道测试路段汽车向左拐弯，汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间垂直前进方向的横向摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于(　　)图5A. B. C. D. 变式训练3　我们熟悉的湘黔铁路提速后速度可达到了120 km/h.如果把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是(　　)A．减小内外轨的高度差B．增加内外轨的高度差或增大弯道半径C．减小弯道半径D．增大火车的质量规律总结　如果车辆转弯时速度比临界速度大时，就会产生离心趋势，对于火车来说就会压迫外轨道的内侧，对于汽车来说就会产生指向内侧的摩擦力；同理如果速度小于临界速度，就会产生向心趋势，火车会压迫内轨道的内侧，汽车会受到指向外侧的摩擦力．题组一　向心力来源的分析1．(多选)关于向心力的说法中正确的是(　　)A．物体做圆周运动需要向心力B．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某一种力的分力D．向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢2．如图6所示，一个用细绳系着的橡皮塞做匀速圆周运动，此橡皮塞(　　)图6A．只受重力B．只受绳的拉力C．受重力和绳的拉力D．绳的拉力充当向心力[来源:学科网ZXXK][来源:Z。xx。k.Com]3．如图7所示，汽车以速度v通过一半圆形拱桥的顶点时，关于汽车受力的说法正确的是(　　)图7A．汽车受重力、支持力、向心力B．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力C．汽车的向心力是重力D．汽车的重力和支持力的合力是向心力题组二　匀速圆周运动动力学分析4．如图8所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘