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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 圆周运动规律的应用一、概念规律题组1铁路转弯处的圆弧半径为 R，内侧和外侧的高度差为 h，L 为两轨间的距离，且L则( )侧铁轨与轮缘间产生挤压B铁轨与轮缘间无挤压C内侧铁轨与轮缘间产生挤压D内、外铁轨与轮缘间均有挤压图 12一辆卡车在丘陵地区匀速行驶，地形如图 1 所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( )Aa 处Bb 处Cc 处Dd 处3下列说法中正确的是( )A当物体受到离心力的作用时，物体将做离心运动B当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将背离圆心，沿着半径方向“背心
2、”而去D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿这一位置的切线方向飞出，做匀速直线运动图 24如图 2 所示，已知 m B3m C，它们之间距离的关系是 rAr C 物体12与转盘表面的动摩擦因数相同，当转盘的转速逐渐增大时()A物体 A 先滑动 B物体 B 先滑动C物体 C 先滑动 DB 与 C 同时开始滑动二、思想方法题组5一轻杆的一端固定质量为 m 的小球，以另一端为圆心在竖直平面内做圆周运动，轻杆长为 l，以下说法中正确的是 ()A小球过最高点时，杆的弹力不可以等于零B小球过最高点时的最小速度为 球到最高点时速度 v0，小球一定能通过最高点做圆周运动D小球过最高点时，
3、杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 如图 3 所示，用细绳拴着质量为 m 的物体，在竖直面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法正确的是()A小球过最高点时，绳子张力不可以为零B小球过最高点时的最小速度为零C小球刚好过最高点时的速度是 球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反圆周运动规律在实际中的应用1圆锥摆类问题分析图 4圆锥摆是一种典型的匀速圆周运动模型，基本的圆锥摆模型和受力情况如图 4 所示，拉力(或弹力) 和重力的合力提供球做圆周运动的向心力F 合 F n在水平面内做圆周运动，圆心在水平面内，常见的圆锥摆类模型还有：火车转
4、弯(如图 5 所示 )；杂技节目“飞车走壁” (如图 6 所示)；飞机在水平面内的盘旋(如图 7 所示)图 5图 6图 7图 8光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【例 1】 (广东高考)有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图 8 所示，长为 L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r 的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘以角速度 匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 ，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度 与夹角 的关系规范思维针对训练 1(2009广东单科)(1)为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破飞机在河道上空高 H 处以速度 平匀速飞行，
5、投掷下炸弹并击中目标求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小(不计空气阻力)图 9(2)如图 9 所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴 动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为 R 和 H，筒内壁 A 点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为 ：当筒不转动时，物块静止在筒壁 A 点受到的摩擦力和支持力的大小；当物块在 A 点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度针对训练 2铁路转弯处的弯道半径 r 是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差 h 的设计不仅与 r 有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率下列表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径 r
6、 及与之对应的轨道的高度差 r/m 660 330 220 165 132 110内、外轨高度差 h/0 100 150 200 250 300(1)根据表中数据，试导出 h 和 r 关系的表达式，并求出当 r440 m 时，h 的设计值(2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内、外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内、外轨的间距设计值为 L1 435 合表中数据，算出我国火车的转弯速率 v(以 km/h 为单位，结果取整数当 很小时，)(3)为了提高运输能力，国家对铁路不断进行提速，这就要求火车转弯速率也需要提高请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施
7、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 竖直面内的圆周运动问题分析图 10(1)绳(单轨，无支撑，水流星模型)：绳只能给物体施加拉力，而不能有支持力(如图 10所示)这种情况下有 F 以小球通过最高点的条件是 v ，通过最高 v 时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力 v 时，小球受到重力和杆向下的拉力(或外轨道对球向下的压力) 【例 2】 如图 13 所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为 m 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道的最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过 5mg(g 为重力加速
8、度)求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h 的取值范围规范思维图 14针对训练 3在 2008 年北京奥运会上，我国体操小将邹凯夺得单杠、自由体操、男子团体三枚金牌，以一届奥运会收获三金的佳绩与 84 年的体操王子李宁比肩如图14 所示为邹凯做单杠动作单臂大回旋的瞬间他用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动假设他的质量为 60 完成动作，则他运动到最低点时手臂受的拉力至少约为(忽略空气阻力，取 g10 m /)A600 N B2 400 N C3 000 N D3 600 5针对训练 4如图 15 所示，小物块位于半径为 R 的半圆柱形物体顶端，若给小物块一水平速度 ，则物块()
9、2即做平抛运动B落地时水平位移为 地速度大小为 2 地时速度方向与地面成 60角【基础演练】1(2011陕西省西安市统测) 如图 16 所示，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 圆环半径为 R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时，下列说法错误的是()A小球对圆环的压力大小等于 球受到的向心力等于重力 球的线速度大小等于 球的向心加速度大小等于 72如图 17 所示，质量为 m 的物块，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 ，则物体在最低点时，下列说法正确的是()A受到向心力为
10、 mg到的摩擦力为 到的摩擦力为 (mgm )到的合力方向斜向右上方图 183(2011北京西城抽样测试) 如图 18 所示，长为 L 的细绳一端固定，另一端系一质量为 m 的小球给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为 )A小球受重力、绳的拉力和向心力作用B小球只受重力和绳的拉力作用C 越大，小球运动的速度越小D 越大，小球运动的周期越大4在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为 的圆弧，要使车速为 v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向) 摩擦力等于
11、零 应等于()A B D2 2 质量为 m 的飞机以恒定速率 v 在空中水平盘旋(如图 19 所示)，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()Am Bm D根轻绳长 0.5 m，它最多能承受 140 N 的拉力在此绳一端系一质量为 1 小球，另一端固定，使小球在竖直面内做圆周运动，为维持此运动，小球在最高点处的速度大小取值范围是()A0v5 m/ m/sv3 m/C0v3 m/ m/sv5 m/7(2010北京东城 1 月检测)图 20水平光滑直轨道 半径为 R 的竖直半圆形光滑轨道 切，一小球以初速度 直轨道向右运动，如图 20 所示，小球进入半圆形轨
12、道后刚好能通过 c 点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的 d 点，则下列说法错误的是()A小球到达 c 点的速度为 球到达 b 点时对轨道的压力为 5球在直轨道上的落点 d 与 b 点距离为 2球从 c 点落到 d 点所需时间为 2 18(2011衡水模拟)如图 21 所示，在竖直的转动轴上， a、b 两点间距为 40 线 50 cm， 30 c 点系一质量为 m 的小球，在转动轴带着小球转动的过程中，下列说法不正确的是()A转速小时，拉力，弛B好拉直时 拉力为 直后转速增大，力不变D直后转速增大，力增大题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案【能力提升】9(2011北京崇文 1 月统练) 如图 22 所示，在水平匀速运动的传送带的左端(P 点)，轻放一质量为 m1 物块，物块随传送带运动到 A 点后水平抛出，物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从 B 点进入竖直光滑圆弧轨道下滑 B、D 为圆弧的两端点，其连线水平已知圆弧半径 R1.0 m，圆弧对应的圆心角 106，轨道最低点为 C 点，A 点距水平面的高度 h0.8 m(g 取 10 m/s2，3 0.8，3：(1)物块离开 A 点时水平初速度的大小；光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址
