6.4生活中的圆周运动——高一物理人教版（2019）必修二课堂速测（含解析）

6.4生活中的圆周运动———高一物理人教版（2019）必修二课堂速测 【基础知识整合】 一、火车转弯 1.火车在弯道上的运动特点 火车在弯道上运动时实际上在水平面内做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量很大，故需要很大的向心力。 （点拨：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。） 2.向心力的来源 （1）若转弯时内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。 （2）若内外轨有高度差，火车依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由重力G和支持力的合力提供。 3.转弯轨道受力与火车速度的关系 如图所示，设火车轨道两轨间距为L，内、外轨高度差为h，转弯处圆周运动半径为R。火车转弯时可看作匀速圆周运动，运动轨迹在水平面内。 火车转弯处外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力提供向心力： ，故，当L、h、R选定时，唯一确定。 ①当火车行驶速度v等于时,,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。②当火车行驶速度v大于时,，需要外轨道对火车轮缘有向内的侧压力。③当火车行驶速度v小于时，，内轨道对火车轮缘有向外的侧压力。 二、汽车过拱形桥 汽车过凸形桥 汽车过凹形桥 受力分析 向心力 对桥的压力 结论 汽车对桥的压力小于汽 车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力越小 汽车对桥的压力大于汽 车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力越大 三、航天器中的失重现象 1.航天器在近地轨道的运动 （1）航天器在近地轨道航行,可认为地球对航天器的万有引力等于航天器的重力，重力充当向心力，满足的关系为。 （2）对航天员，由重力和座椅的支持力的合力提供向心力，满足的关系为，可得,航天员处于完全失重状态，对座椅压力为0。 （3）在正常情况下，航天器内的任何物体之间均没有压力。 2.对失重现象的认识 航天器内的任何物体都处于完全失重状态，但并不是物依不受地球引力。正因为受到地球引力的作用，航天器连同其中的物体才能做匀速圆周运动。 四、离心现象 1.定义：物体做圆周运动时沿切线方向飞出或做远离圆心运动。 2.条件：向心力突然消失(沿切线方向飞出)；合外力不足以提供做圆周运动所需的向心力(远离圆心)。 3.本质：惯性的表现，并非受到离心力作用，而是所受向心不足。 4.合外力与运动关系 ；是外界提供的合外力。 （1）“供需平衡”：，匀速圆周运动，轨迹为圆周。 （2）“供不应需”：，离心运动，轨迹为曲线。 （3）“供大于需”：，近心运动，轨迹为曲线。 （4）向心力消失：，沿切线方向飞出，轨迹为直线。 【课堂考点速测】 1.如图所示的四幅图，可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是( ) A.如图甲，用台秤称量重物的质量 B.如图乙，用水杯喝水 C.如图丙，用沉淀法将水与沙子分离 D.如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动 2.在铁路弯道处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( ) A.增加火车轮子对外轨的挤压 B.增加火车轮子对内轨的挤压 C.使火车车身倾斜，所受重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力 D.以上说法都不正确 3.如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在衣物上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的.某一阶段，如果认为湿衣物在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ) A.衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同 B.脱水过程中滚筒对衣物的作用力不始终指向圆心 C.增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出 D.为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为 4.如图所示，汽车通过凹形路面的最低点时( ) A.汽车对路面的压力等于汽车的重力 B.汽车对路面 ... ...