1、第3课时生活中的圆周运动,一、离心运动1.定义：做匀速圆周运动的物体，在所受的合外力突然消失或不足以提供圆周运动_的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，即离心运动。2.受力特点当F供_时，物体做匀速圆周运动；当F供0时，物体沿_飞出；当F供_时，物体逐渐远离圆心。,所需向心力,m2r,切线方向,m2r,二、圆周运动的实例分析1.竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥特点：重力和桥面支持力的_提供向心力。(2)水流星、绳球模型、内轨道(3)轻杆模型、管轨道2.火车转弯特点：重力与支持力的_提供向心力。(火车按设计速度转弯，否则将挤压内轨或外轨),合力,合力,【思考判断】1.随水平圆盘一起匀速转动的物块
2、受重力、支持力和向心力作用( )2.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( )3.火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大( )4.做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出( )5.在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯( )6.做匀速圆周运动的物体，当合外力突然减小时，物体将沿切线方向飞出( ),考点一离心运动(c/),要点突破关于离心运动的条件，如图所示。,(1)做圆周运动的物体，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞出去；(2)当合外力突然减小为某一值时，物体将会在切线方向与圆周之间做离心运动。,典例剖析【例】 (2017
3、温州模拟)如图所示是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是(),A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去,解析摩托车只受重力、地面的支持力、地面的摩擦力及人的作用力，不存在离心力，A项错误；当摩托车所受外力的合力小于所需的向心力时，摩托车将在切线方向与圆周之间做离心曲线运动，故B项正确，C、D项错误。答案B,针对训练1.下列关于离心现象的说法正确的是(),A.当物体所受的
4、离心力大于向心力时发生离心现象B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将做曲线运动,解析物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动，故A选项错误；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力都突然消失后，物体将做匀速直线运动，故B、D选项错误，C选项正确。答案C,2.洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附着在筒壁上，则此时(),A.衣物受到重力、筒壁
5、的弹力、摩擦力和向心力B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C.筒壁的弹力随筒的转速的增大而减小D.水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力，水从筒壁小孔甩出,解析衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力。分析受力时，不单独分析向心力，故选项A、B错误；因弹力提供向心力，由Fm2r知，当转速增大，向心力增大，则弹力F增大，选项C错误；水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力，水从筒壁小孔甩出，选项D正确。,D,考点二水平面内匀速圆周运动的实例分析(d/d),要点突破1.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。2.问题特点：运动轨迹是圆且在水平面
6、内；向心力的方向水平，竖直方向合力为零。3.解决方法：对研究对象受力分析，确定向心力的来源；确定圆周运动的圆心和半径；应用相关规律列方程求解。,典例剖析【例1】 质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为(),答案C,【例2】 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是(),A.A球的角速度等于B球的角速度B.A球的线速度大于B球的线速度C.A球的运动周期小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压
7、力大于B球对筒壁的压力,答案B,针对训练1.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是半径为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的横向摩擦力(即垂直于前进方向的摩擦力)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(),答案B,2.如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B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B的大B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂
8、A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小,答案D,考点三竖直面内圆周运动的实例分析(d/d),要点突破在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道的“过山车”等)，称为“轻绳模型”，二是有支撑(如球与杆连接，在圆管内的运动等)，称为“轻杆模型”。该类运动常有临界问题，现分析比较如下：,典例剖析【例1】 如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时(),答案B,【例2】 一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖
9、直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是(),答案A,针对训练1.游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g取10 m/s2。那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的(),A.1倍 B.2倍C.3倍 D.4倍,答案C,2.如图所示，小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是(),解析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ab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向的分力Fmg的合力提供向心力，即FNFmgma，因此，外侧管壁一定对小
10、球有作用力，而内侧管壁无作用力，C正确；小球在水平线ab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，D错误。答案C,1.如图所示，洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干，利用了(),A.自由落体运动B.离心运动C.平抛运动D.匀速直线运动答案B,2.冰面对滑冰运动员的最大静摩擦力为其重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若仅依靠摩擦力来提供向心力而不冲出圆形滑道，其运动的速度应满足(),答案B,3.一辆载重卡车，在丘陵地上以不变的速率行驶，地形如图所示。由于轮胎已旧，途中爆了胎。你认为在图中A、B、C、D四处中，爆胎的可能性最大的一处是(),A.A处 B.B处 C.C处
11、D.D处,解析在A处，地面对轮胎的作用力大小等于卡车的重力；在B处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向上，根据牛顿运动定律得知，卡车处于超重状态，地面对卡车的作用力大于其重力；在C处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿运动定律得知，卡车处于失重状态，地面对卡车的作用力小于其重力；在D处，地面对卡车的作用力等于重力垂直于斜面向下的分力，也小于重力。故可知，在B处，卡车受到地面的作用力最大，最容易爆胎，故选项B正确，A、C、D错误。答案B,4.如图所示，在倾角为30的光滑斜面上，有一根长为L0.8 m的轻杆，一端固定在O点，另一端系一质量为m0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，取g10 m/s2，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是(),答案A,
