2020选考物理-必修2-第四章-第2讲-圆周运动课件.pptx

1、1创新设计创新设计考点突破双基过关第第2讲圆周运动讲圆周运动2创新设计创新设计考点突破双基过关知识排查知识排查匀速圆周运动匀速圆周运动1.定义：定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长长_，就是匀速圆就是匀速圆周运动。周运动。2.特点：特点：加速度加速度大小大小_，方向始终方向始终指向指向_，是变加速运动。是变加速运动。3.条件：条件：合外力合外力大小大小_、方向、方向始终始终与与_方向方向垂直且指向圆心。垂直且指向圆心。相等相等不变不变圆心圆心不变不变速度速度3创新设计创新设计考点突破双基过关角速度、线速度、向心加速度角速度、线速度、向

2、心加速度4创新设计创新设计考点突破双基过关1.作用效果作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度：向心力产生向心加速度，只改变速度的的_，不改变速度不改变速度的的_。匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力m2r3.方向方向：始终沿半径：始终沿半径指向指向_方向方向，时刻在改变，即向心力是一个变力。，时刻在改变，即向心力是一个变力。4.来源来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的的_提供提供，还可以由一个力，还可以由一个力的的_提供提供。方向方向大小大小圆心圆心合力合力分力分力5创新设计创新设计考点突破双基过关1.定义：定义：做做_的的物体，在所受

3、合外力突然消失或不足以提供圆周运动所物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需需_的的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。情况下，就做逐渐远离圆心的运动。离心现象离心现象圆周运动圆周运动向心力向心力6创新设计创新设计考点突破双基过关1.竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥汽车过弧形桥特点特点：重力和桥面支持力：重力和桥面支持力的的_提供提供向心力。向心力。(2)水流星、绳球模型、内轨道水流星、绳球模型、内轨道(3)轻杆模型、管轨道轻杆模型、管轨道2.火车转弯火车转弯特点特点：重力与支持力：重力与支持力的的_提供提供向心力。向心力。(火车按设计速度转弯，否则将挤压内轨火车按

4、设计速度转弯，否则将挤压内轨或外轨或外轨)生活中的圆周运动生活中的圆周运动合力合力合力合力7创新设计创新设计考点突破双基过关小题速练小题速练1.思考判断思考判断(1)做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的()(2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比()(3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用()(4)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线

5、运动运动()(5)摩托车转弯时，如果超速会发生滑动，这是因为摩托车受到离心力作用摩托车转弯时，如果超速会发生滑动，这是因为摩托车受到离心力作用()(6)火车转弯速率小于规定的安全速率，内轨会受到压力火车转弯速率小于规定的安全速率，内轨会受到压力()(7)在绝对光滑的水平面上汽车可以转弯在绝对光滑的水平面上汽车可以转弯()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)8创新设计创新设计考点突破双基过关图图1A.A点与点与C点的角速度大小相等点的角速度大小相等B.B点与点与C点的线速度大小相等点的线速度大小相等C.B点与点与C点的角速度大小之比为点的角速度大小之比为21D.B点与点与C点的向心

6、加速度大小之比为点的向心加速度大小之比为149创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案D10创新设计创新设计考点突破双基过关3.人教版必修人教版必修2P25T2拓展拓展如图如图2所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为圆锥母线与竖直方向夹角分别为30和和60，有，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是()图图211创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案C12创新设计创新设计考点突破双基过关匀速圆周运动及描

7、述的物理量匀速圆周运动及描述的物理量1.对公式对公式vr的理解的理解当当r一定时，一定时，v与与成正比；成正比；当当一定时，一定时，v与与r成正比；成正比；当当v一定时，一定时，与与r成反比。成反比。13创新设计创新设计考点突破双基过关3.两种运动装置的特点两种运动装置的特点(1)同轴传动：如图同轴传动：如图3甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，AB，由由vr知知v与与r成正比。成正比。图图314创新设计创新设计考点突破双基过关(2)同带传动：如图同带传动：如图4甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度甲、乙所示，皮带与两轮

8、之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即大小相等，即vAvB。图图415创新设计创新设计考点突破双基过关【典例【典例1】(20184月浙江选考月浙江选考)A、B两艘快艇在湖面上做匀速两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动圆周运动(如图如图5)，在相同时间内，它们通过的路程之比是，在相同时间内，它们通过的路程之比是43，运动方向改变的角度之比是，运动方向改变的角度之比是32，则它们，则它们()A.线速度大小之比为线速度大小之比为43B.角速度大小之比为角速度大小之比为34C.圆周运动的半径之比为圆周运动的半径之比为21D.向心加速度大小之比为向心加速度大小之比为12图图516创新设计创新设计考点突破

9、双基过关答案答案A17创新设计创新设计考点突破双基过关1.自行车修理过程中，经常要将自行车倒置，摇动脚踏板检查是否修好，如图自行车修理过程中，经常要将自行车倒置，摇动脚踏板检查是否修好，如图6所示，所示，大齿轮边缘上的点大齿轮边缘上的点a、小齿轮边缘上的点、小齿轮边缘上的点b和后轮边缘上的点和后轮边缘上的点c都可视为在做匀速圆周都可视为在做匀速圆周运动。则线速度最大的点是运动。则线速度最大的点是()图图618创新设计创新设计考点突破双基过关A.大齿轮边缘上的点大齿轮边缘上的点aB.小齿轮边缘上的点小齿轮边缘上的点bC.后轮边缘上的点后轮边缘上的点cD.a、b、c三点线速度大小相同三点线速度大小

10、相同解析解析a点与点与b点线速度大小相等，即点线速度大小相等，即vavb，b与与c点角速度相等，即点角速度相等，即bc，又，又vr，rbrc，所以，所以vcvbva，即后轮边缘上的，即后轮边缘上的C点线速度最大，故选项点线速度最大，故选项C正确。正确。答案答案C19创新设计创新设计考点突破双基过关2.如图如图7所示为所示为A、B两物体做匀速圆周运动时向心加速度两物体做匀速圆周运动时向心加速度a随半随半径径r变化的曲线，由图线可知变化的曲线，由图线可知()A.A物体的线速度大小不变物体的线速度大小不变B.A物体的角速度不变物体的角速度不变C.B物体的线速度大小不变物体的线速度大小不变D.B物体的

11、角速度与半径成正比物体的角速度与半径成正比图图7答案答案A20创新设计创新设计考点突破双基过关3.如图如图8所示，所示，B和和C是一组塔轮，即是一组塔轮，即B和和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为之比为RBRC32，A轮的半径大小与轮的半径大小与C轮相同，它与轮相同，它与B轮紧靠在一起，当轮紧靠在一起，当A轮绕轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的三点在

12、转动过程中的()图图8A.线速度大小之比为线速度大小之比为322B.角速度之比为角速度之比为332C.转速之比为转速之比为232D.向心加速度大小之比为向心加速度大小之比为96421创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案D22创新设计创新设计考点突破双基过关1.向心力的来源向心力的来源(1)向心力的方向沿半径指向圆心。向心力的方向沿半径指向圆心。(2)向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分力。向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分力。2.向心力的确定向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。(2)分析物体的受力情

13、况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力。分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力。3.区分匀速圆周运动和非匀速圆周运动的合外力不同区分匀速圆周运动和非匀速圆周运动的合外力不同(1)匀速圆周运动中，物体所受合外力指向圆心，合外力提供向心力。匀速圆周运动中，物体所受合外力指向圆心，合外力提供向心力。(2)非匀速圆周运动中，物体所受合外力不指向圆心。非匀速圆周运动中，物体所受合外力不指向圆心。圆周运动的动力学问题圆周运动的动力学问题23创新设计创新设计考点突破双基过关【典例【典例1】表演表演“飞车走壁飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在光滑的圆台形的演员骑着摩托车飞

14、驶在光滑的圆台形筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆台筒固定不动。现将圆台筒简筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆台筒固定不动。现将圆台筒简化为如图化为如图9所示，若演员骑着摩托车，先后在所示，若演员骑着摩托车，先后在A、B两处紧贴着内壁分两处紧贴着内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是是()A.A处的线速度大于处的线速度大于B处的线速度处的线速度B.A处的角速度大于处的角速度大于B处的角速度处的角速度C.A处对筒的压力大于处对筒的压力大于B处对筒的压力处对筒的压力D.A处的向心力大于处的向心力大于B处的向心力处的向

15、心力图图924创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案A25创新设计创新设计考点突破双基过关“一、二、三、四一、二、三、四”求解圆周运动问题求解圆周运动问题26创新设计创新设计考点突破双基过关【典例【典例2】如图如图10甲为游乐园中甲为游乐园中“空中飞椅空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物

16、理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO转动，设绳长转动，设绳长l10 m，质点的质量，质点的质量m60 kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离，转盘静止时质点与转轴之间的距离d4.0 m，转盘逐渐加速转动，经过一段，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角37，不计空，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，气阻力及绳重，且绳不可伸长，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求质点，求质点与转盘一起做匀速圆周运动时：与转盘一起做匀速圆周

17、运动时：27创新设计创新设计考点突破双基过关图图10(1)绳子拉力的大小；绳子拉力的大小；(2)转盘角速度的大小。转盘角速度的大小。28创新设计创新设计考点突破双基过关(2)根据牛顿第二定律有：根据牛顿第二定律有：mgtan 37m2RRdlsin 37解析解析(1)如图所示，对质点进行受力分析：如图所示，对质点进行受力分析：Fcos 37mg029创新设计创新设计考点突破双基过关1.(20164月浙江选考月浙江选考)如图如图11为某中国运动员在短道速滑比赛中为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率

18、滑行，则他则他()A.所受的合力为零，做匀速运动所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速运动所受的合力恒定，做变加速运动D.所受的合力变化，做变加速运动所受的合力变化，做变加速运动解析解析匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变；向心加速度大小不变，匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变；向心加速度大小不变，方向始终指向圆心；向心力大小不变，方向始终指向圆心。故方向始终指向圆心；向心力大小不变，方向始终指向圆心。故A、B、C错误，错误，D正确。正确。答案答案D图图1130创新设计创新设计考点突破双基过关2.如图

19、如图12所示，质量相等的所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是离之比是23，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是两物体做圆周运动的向心力之比是()A.11 B.32 C.23 D.94解析解析a、b随圆盘转动，角速度相同，由随圆盘转动，角速度相同，由Fm2r可知，两物体的向心力与运动半可知，两物体的向心力与运动半径成正比，径成正比，C正确。正确。答案答案C图图1231创新设计创新设计考点突破双基过关3.(201510月浙江选考月浙江选考)质量为质量为30

20、 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是离是2.5 m。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为()A.0 B.200 N C.600 N D.1 000 N解析解析小孩从小孩从1.25 m高度向下摆动过程中，由机械能守恒定律知高度向下摆动过程中，由机械能守恒定律知32创新设计创新设计考点突破双基过关解得解得FN600 N，由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力由牛顿第三定律得小孩

21、对秋千板的压力FNFN600 N，选项，选项C正确。正确。答案答案C33创新设计创新设计考点突破双基过关4.如图如图13所示，用一根细绳一端系一个小球，另一端固定，给小球不同所示，用一根细绳一端系一个小球，另一端固定，给小球不同的初速度，使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动，则下列细的初速度，使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动，则下列细绳拉力绳拉力F、悬点到轨迹圆心高度、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度、向心加速度a、线速度、线速度v与角速度与角速度平方平方2的关系图象正确的是的关系图象正确的是()图图1334创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案A35创新设计创新设计考点突破双基过关

22、角度一水平面内匀速圆周运动实例角度一水平面内匀速圆周运动实例1.运动实例运动实例：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周运动等。：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周运动等。2.问题特点：问题特点：(1)运动轨迹是圆且在水平面内。运动轨迹是圆且在水平面内。(2)向心力的方向水平，竖直方向合力为零。向心力的方向水平，竖直方向合力为零。3.解决方法：解决方法：(1)对研究对象受力分析，确定向心力的来源。对研究对象受力分析，确定向心力的来源。(2)确定圆周运动的圆心和半径。确定圆周运动的圆心和半径。(3)应用相关规律列方程求解。应用相关规律列方程求解。生活中的圆周运动生活中的圆周运动36创

23、新设计创新设计考点突破双基过关【典例】【典例】(201811月浙江选考月浙江选考)一质量为一质量为2.0103 kg的汽的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为为1.4104 N，当汽车经过半径为，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列的弯道时，下列判断正确的是判断正确的是()A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为时所需的向心力为1.4104 NC.汽车转弯的速度为汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑时汽

24、车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2图图1437创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案D38创新设计创新设计考点突破双基过关1.质量为质量为m的飞机以恒定速率的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，如图在空中水平盘旋，如图15所示，所示，其做匀速圆周运动的半径为其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为，重力加速度为g，则此时空气，则此时空气对飞机的作用力大小为对飞机的作用力大小为()图图1539创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案C40创新设计创新设计考点突破双基过关图图1641创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案C42创新设计创

25、新设计考点突破双基过关3.如图如图17所示，所示，“旋转秋千旋转秋千”中的两个座椅中的两个座椅A、B质量相等，通过相同质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()A.A的速度比的速度比B的大的大B.A与与B的向心加速度大小相等的向心加速度大小相等C.悬挂悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂的缆绳所受的拉力比悬挂B的小的小图图1743创新设计创新设计考点突

26、破双基过关答案答案D44创新设计创新设计考点突破双基过关1.运动特点运动特点(1)竖直面内的圆周运动一般是变速圆周运动。竖直面内的圆周运动一般是变速圆周运动。(2)只有重力做功的竖直面内的变速圆周运动机械能守恒。只有重力做功的竖直面内的变速圆周运动机械能守恒。(3)竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界问题，又有能量守竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界问题，又有能量守恒的问题，要注意物体运动到圆周的最高点的速度。恒的问题，要注意物体运动到圆周的最高点的速度。(4)一般情况下，竖直面内的圆周运动问题只涉及最高点和最低点的两种情形。一般情况下，竖直面内的圆周运动问题只涉

27、及最高点和最低点的两种情形。角度二竖直平面内的圆周运动角度二竖直平面内的圆周运动45创新设计创新设计考点突破双基过关2.常见模型常见模型物理情景物理情景最高点无支撑最高点无支撑最高点有支撑最高点有支撑实例实例球与绳连接、水流星、沿内轨道球与绳连接、水流星、沿内轨道运动的运动的“过山车过山车”等等球与杆连接、球在光滑管道中运动等球与杆连接、球在光滑管道中运动等图示图示受受力特征力特征除重力外，物体受到的弹力方向：除重力外，物体受到的弹力方向：向下或等于零向下或等于零除重力外，物体受到的弹力方向：向下、除重力外，物体受到的弹力方向：向下、等于零或向上等于零或向上受受力示意图力示意图46创新设计创新

28、设计考点突破双基过关47创新设计创新设计考点突破双基过关【典例】【典例】如图如图18，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为FN1，在最高点时对轨道的压力，在最高点时对轨道的压力大小为大小为FN2。重力加速度大小为。重力加速度大小为g，则，则FN1FN2的值为的值为()图图18A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg48创新设计创新设计考点突破双基过关同时从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得同时从最高点到最低点，根据机械能

29、守恒定律得联立以上三式可得联立以上三式可得FN1FN26mg，由牛顿第三定律：，由牛顿第三定律：FN1FN26mg，故选项，故选项D正确。正确。答案答案D49创新设计创新设计考点突破双基过关分析竖直平面内圆周运动临界问题的思路分析竖直平面内圆周运动临界问题的思路50创新设计创新设计考点突破双基过关1.如图如图19所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨的圆轨道。质量为道。质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过经过圆轨道的最高点时圆轨道的最高点时()图图1951创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案

30、B52创新设计创新设计考点突破双基过关2.一轻杆一端固定质量为一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直为圆心，使小球在竖直面内做半径为面内做半径为R的圆周运动，如图的圆周运动，如图20所示，则下列说法正确的是所示，则下列说法正确的是()图图2053创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案A54创新设计创新设计考点突破双基过关3.男子体操运动员做男子体操运动员做“双臂大回环双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图体，以单杠为轴做圆周运动。如图21所示，若运动员的质量为所示，若运动员的质量为50 kg，此过程中运

31、动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约，此过程中运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为为(忽略空气阻力，忽略空气阻力，g10 m/s2)()图图21A.500 N B.2 000 NC.2 500 N D.3 000 N55创新设计创新设计考点突破双基过关答案答案C56创新设计创新设计考点突破双基过关圆周运动中的临界问题的分析与求解圆周运动中的临界问题的分析与求解(不只是竖直平面内的圆周运动中存在临界问题，不只是竖直平面内的圆周运动中存在临界问题，其他许多问题中也有临界问题其他许多问题中也有临界问题)，一般都是先假设出某量达到最大或最小的临界情况，一般都是先假设出某量达到最大或最小的临界情况，

32、进而列方程求解。进而列方程求解。圆周运动中的临界问题圆周运动中的临界问题57创新设计创新设计考点突破双基过关【典例】【典例】如图如图22所示，质量为所示，质量为m的木块，用一轻绳拴着，置于很大的水平转盘上，的木块，用一轻绳拴着，置于很大的水平转盘上，细绳穿过转盘中央的细管，与质量也为细绳穿过转盘中央的细管，与质量也为m的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的力为其重力的倍倍(0.2)，当转盘以角速度，当转盘以角速度4 rad/s匀速转动时，要保持木块与匀速转动时，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是多少？转盘相对静止，木块转动半径的范围是多

33、少？(g取取10 m/s2)。图图2258创新设计创新设计考点突破双基过关解析解析由于转盘以角速度由于转盘以角速度4 rad/s匀速转动，因此木块做匀速圆周运动所需的向匀速转动，因此木块做匀速圆周运动所需的向心力为心力为Fmr2。当木块做匀速圆周运动的半径取最小值时，其所受最大静摩擦力。当木块做匀速圆周运动的半径取最小值时，其所受最大静摩擦力与拉力方向相反，则有与拉力方向相反，则有mgmgmrmin2，解得，解得rmin0.5 m；当木块做匀速圆周；当木块做匀速圆周运动的半径取最大值时，其所受最大静摩擦力与拉力方向相同，则有运动的半径取最大值时，其所受最大静摩擦力与拉力方向相同，则有mgmgm

34、rmax2，解得，解得rmax0.75 m。因此，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的。因此，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是范围是0.5 mr0.75 m。答案答案0.5 mr0.75 m59创新设计创新设计考点突破双基过关1.如图如图23所示，甲、乙、丙三个物体放在匀速转动的水平粗糙圆所示，甲、乙、丙三个物体放在匀速转动的水平粗糙圆台上，甲的质量为台上，甲的质量为2m，乙、丙的质量均为，乙、丙的质量均为m，甲、乙离轴为，甲、乙离轴为R，丙离轴为丙离轴为2R，则当圆台旋转时，则当圆台旋转时(设甲、乙、丙始终与圆台保持设甲、乙、丙始终与圆台保持相对静止相对静止)()图图23A

35、.甲物体的线速度比丙物体的线速度大甲物体的线速度比丙物体的线速度大B.乙物体的角速度比丙物体的角速度小乙物体的角速度比丙物体的角速度小C.甲物体的向心加速度比乙物体的向心加速度大甲物体的向心加速度比乙物体的向心加速度大D.乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小60创新设计创新设计考点突破双基过关解析解析甲、乙、丙转动的角速度大小相等，根据甲、乙、丙转动的角速度大小相等，根据vr，且甲的半径小于丙的半径，且甲的半径小于丙的半径可知，甲物体的线速度比丙物体的线速度小，故可知，甲物体的线速度比丙物体的线速度小，故A、B错误；根据向心加速度错误；根据向心加速度

36、ar2，且甲、乙半径相等可知，甲物体的向心加速度和乙物体的向心加速度相等，且甲、乙半径相等可知，甲物体的向心加速度和乙物体的向心加速度相等，故故C错误；根据错误；根据Fmr2知，甲、乙、丙的质量之比为知，甲、乙、丙的质量之比为211，转动的半径之比，转动的半径之比为为112，则向心力大小之比为，则向心力大小之比为212，所以乙物体受到的向心力比丙物体受，所以乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小，故到的向心力小，故D正确。正确。答案答案D61创新设计创新设计考点突破双基过关2.如图如图24所示，小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动，所示，小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运

37、动，内侧壁半径为内侧壁半径为R，小球半径为，小球半径为r，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()图图2462创新设计创新设计考点突破双基过关解析解析小球沿管道上升到最高点的速度可以为零，故小球沿管道上升到最高点的速度可以为零，故A、B均错误；小球在水平线均错误；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方与小球重力在背离圆心方向的分力向的分力Fmg的合力提供向心力，即的合力提供向心力，即FNFmgma，因此，外侧管壁一定对小球有，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧管壁无作用力，作用力，而内侧管壁无作用力，C正确；小球在水平线正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力情况与小球速度大小有关，球受管壁的作用力情况与小球速度大小有关，D错误。错误。答案答案C63本节内容结束