课时15　向心力　生活中的圆周运动 复习学案（含答案）2024年江苏省普通高中学业水平合格性物理考试

课时15　向心力　生活中的圆周运动 1.向心力 （1）定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向　　　　的合力，叫作向心力. （2）特点：方向总是与线速度的方向　　　　，沿半径指向　　　　，方向时刻在　　　　，所以向心力是　　　　力. （3）大小：①Fn＝　　　　（用线速度表示）；②Fn＝　　　　（用角速度表示）；③Fn＝　　　　（用周期表示）. （4）向心力的作用效果：向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，其作用效果只是改变物体速度的　　　　，而不改变速度的　　　　. 2.生活中的圆周运动　圆周运动的综合问题求解 （1）火车转弯时，向心力来源于铁轨对火车的　　　　力与火车　　　　力的合力. （2）拱（凹）形桥：设汽车质量为m，桥面圆弧半径为r，汽车过桥面最高点（或最低点）时的速度为v，汽车所受支持力为FN. ①汽车过拱形桥最高点时，由向心力公式有　　　　＝m，此时FN　　　　（选填“＞”“＝”或“＜”）mg. ②当v≥时，FN＝0，汽车将脱离桥面，发生危险. ③汽车过凹形桥最低点时，由向心力公式有　　　　＝m，此时，FN　　　　（选填“＞”“＝”或“＜”）mg，汽车容易爆胎. （3）航天器中的失重现象：在任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中，都是一个　　　　的环境. （4）离心运动：当合外力突然为零，物体就沿　　　　飞出.当合力不足以提供向心力时，物体也会逐渐　　　　. 1.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力.（　　） 2.铁路的弯道处，内轨高于外轨.（　　） 3.汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.（　　） 4.汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重.（　　） 1.向心力 （1）匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，即F合＝F向，这是物体做匀速圆周运动的条件. （2）变速圆周运动：合外力沿半径方向的分力提供向心力. 【例1】（2024届盐城合格性考试模拟）用如图所示的装置探究向心力大小的表达式实验中，弹簧测力计套筒下降，露出标尺.两侧标尺露出的长度之比表示两小球做圆周运动的（　　） A.半径大小之比　　B.线速度大小之比　　 C.角速度大小之比　　D.向心力大小之比 【例2】（2024届常州合格性考试模拟）如图所示，物块与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，关于物块的受力情况，下列说法正确的是（　　） A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C.受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力 D.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 2.生活中的圆周运动 求解匀速圆周运动问题的一般步骤： （1）明确研究对象. （2）受力分析，画出受力示意图. （3）明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置. （4）对物体受力沿圆心方向合成或分解. （5）根据牛顿运动定律和圆周运动的运动学公式列方程，求解. 【例3】（2024届涟水合格性考试模拟）在水平面上转弯的摩托车，如图所示，向心力是（　　） A.重力和支持力的合力　　B.静摩擦力 C.滑动摩擦力　　D.重力、支持力、牵引力的合力 【例4】（2024届南京合格性考试模拟）如图所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动.在脱水过程中，衣物经过最高位置A和最低位置B，其在A、B两点（　　） A.加速度相同　　　B.重力不同 C.所受合力大小不同　　D.受筒壁的作用力大小不同 3.离心运动 （1）物体做离心运动的原因：提供向心力的合力突然消失，或者合力不足以提供所需的向心力. （2）离心运动、近心运动的判断：物体做圆周运动时出现离心运动还是近心运动，由实际提供的合力F合和所需向心力（m或mω2r）的大小关系决定. ①当F合＝mω2r，“提供”等于“需要”，物体做匀速圆周运动； ... ...