高中物理必修二專題04 水平面內(nèi)的圓周運動-教師版

1、專題4 水平面內(nèi)的圓周運動（教師版）一、目標要求目標要求重、難點向心力的來源分析重難點水平面內(nèi)的圓周運動重難點火車轉(zhuǎn)彎模型難點二、知識點解析1向心力的基本概念由前面的學習我們知道，物體做圓周運動時會有一個指向圓心的向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，力是產(chǎn)生加速度的原因，所以物體想要做圓周運動一定會需要一個指向圓心的力(合力)，這個力(合力)叫做向心力方向：總是沿著半徑指向圓心，方向始終與速度方向垂直，故向心力產(chǎn)生的加速度會改變物體的運動方向，不會改變速度的大小大小：勻速圓周運動的加速度我們已經(jīng)知道，根據(jù)牛頓第二定律，可以得到向心力的大小，可見向心力的大小跟物體的質(zhì)量m、半徑r、線速度v、角速度以及

2、周期T都有關(guān)系向心力的作用效果：只改變線速度的方向，不改變線速度的大小注意：向心力不是由于物體做圓周運動而產(chǎn)生的，而是物體需要合外力提供向心力才可以做圓周運動向心力和向心加速度的公式雖然是從勻速圓周運動得出的，但也適用于變速圓周運動對于變速圓周運動，其向心力的大小和方向都會發(fā)生變化，在利用公式求物體在圓周某一位置時的向心力和向心加速度時，必須用該點的瞬時速度.2向心力的來源分析(1)向心力的來源：向心力是按力的作用效果命名的，是物體做圓周運動所需要的力向心力可以由重力、彈力、摩擦力等單一力提供，也可以由幾個力的合力提供，所以在做受力分析時要堅決避免再另外添加一個向心力注意：若物體做勻速圓周運動

3、，其向心力必然是物體所受的合外力，它始終沿著半徑方向指向圓心，并且大小恒定若物體做變速圓周運動，其向心力則為物體所受的合力在半徑方向上的分力，而合力在切線方向上的分力則用于改變線速度的大小(2)向心力的確定： = 1 * GB3 確定圓周運動的軌道所在的平面，確定圓心的位置 = 2 * GB3 分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力3水平力面內(nèi)的圓周運動模型(1)繩模型如圖所示，繩子的一端系在光滑水平面上的點，繩子另一端系一小球，使小球在光滑桌面上做勻速圓周運動，小球受到重力、支持力、拉力三個力的作用，重力和支持力等大反向，小球做勻速圓周運動的向心力由繩子的拉力(彈

4、力)提供根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式得：(2)圓盤模型如圖所示，木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，即做勻速圓周運動，物塊受到重力、支持力、靜摩擦力三個力的作用，其向心力由靜摩擦力提供根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式得：說明：木塊相對圓盤的運動趨勢方向是沿半徑背離圓心，靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，但是，當圓盤光滑(無摩擦力)時，物塊是沿切線方向飛出，說明物塊相對于地面的運動趨勢方向為切線方向，而相對于圓盤的運動趨勢方向為沿半徑向外的方向(3)圓筒模型如圖所示，木塊緊貼圓筒內(nèi)壁，隨著圓筒一起做圓周運動，此時物塊受到重力、彈力和靜摩擦力三個力作用，其向心力由圓筒給木塊的壓力(彈力)提供根據(jù)向心力公式可得：由

5、于此時木塊在豎直方向上保持平衡，因此還滿足：(4)漏斗模型：圓錐形容器的軸線與水平面垂直，開口向上，且內(nèi)壁光滑，質(zhì)量為m的物體在容器內(nèi)壁的某水平面上做勻速圓周運動運動特點：物體做勻速圓周運動，且圓周運動的軌跡在水平面內(nèi)；受力特點：在這種模型中物體只受到兩個力：一個豎直向下的重力和一個垂直于容器內(nèi)壁的彈力，兩個力的合力水平指向轉(zhuǎn)軸如圖所示，假設(shè)容器軸線與內(nèi)壁的夾角為，小球距離圓錐底端的高度為h，通過受力分析我們可以得到：在豎直方向上：在水平方向上：通過幾何關(guān)系可知：把和帶入式，可以解得：，可以看到對于一個特定的“漏斗”，角度是固定的，物體所受到指向圓心的合力也是固定的，則物體做勻速圓周運動所在的

6、平面h越高，越小，v越大(5)圓錐擺模型：在剛性細繩下端拴一個質(zhì)量為m的小物體，繩子上端固定，設(shè)法使小物體在水平圓周上以大小恒定的速度旋轉(zhuǎn)，細繩所掠過的區(qū)域為圓錐表面，這就是圓錐擺圓錐擺的運動是軌跡在水平面內(nèi)的一種典型的勻速圓周運動，此類運動模型的特點有：運動特點：物體做勻速圓周運動，且圓周運動的軌跡在水平面內(nèi)；受力特點：物體所受的重力、拉力的合力充當向心力，方向水平指向圓心如圖所示，繩長為l，繩端小球質(zhì)量為m，在一水平面內(nèi)作圓錐擺運動對小球做受力分析可知：在豎直方向上：在水平方向上：根據(jù)幾何關(guān)系有：聯(lián)立可得：，可以看到對于同一個圓錐擺，由于g、l的值不變，旋轉(zhuǎn)軌跡圓平面越高，越大，r越大，和

7、v也越大(6)火車轉(zhuǎn)彎模型：如下圖所示當火車在水平面拐彎時，其向心力由鐵軌和車輪輪緣的相互擠壓作用產(chǎn)生的彈力提供，由于火車質(zhì)量大，速度快，由公式可知向心力很大，對火車和鐵軌損害都很大所以可以使外軌高于內(nèi)軌，形成一個斜面，火車受的重力和支持力的合力也會提供向心力，以此來減輕對外軌的壓力，這樣就達到了保護鐵軌的目的假如只有重力和支持力的合力提供向心力在這種情況下： (1)當時，內(nèi)外軌道對火車兩側(cè)車輪輪緣都無壓力(2)當時，外軌道對外側(cè)車輪輪緣有壓力(3)當時，內(nèi)軌道對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有壓力所以，要使火車轉(zhuǎn)彎時損害最小，應以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎，此時內(nèi)外軌道對火車兩側(cè)車輪輪緣都無壓力三、考查方向題型1：向心力的

8、來源分析典例一：關(guān)于向心力的說法中正確的是( )A物體由于做圓周運動而產(chǎn)生向心力 B向心力不改變物體做圓周運動的速度大小C做勻速圓周運動的物體其向心力是恒定不變的D做勻速圓周運動的物體進行受力分析時，一定不要漏掉向心力題型2：圓盤模型典例二：水平圓盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動，一小木塊放在圓盤上隨盤一起轉(zhuǎn)動，且木塊相對于圓盤保持靜止，如圖所示以下各說法中正確的是()A木塊做勻速圓周運動，運動中所受摩擦力方向與其線速度方向相反B木塊質(zhì)量越大，就越不容易在圓盤上滑動C木塊到轉(zhuǎn)軸的距離越大，就越不容易在盤上滑動D圓盤轉(zhuǎn)動的周期越小，木塊就越容易在盤上滑動題型3：倒錐模型典例三：如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐

9、筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定在水平地面不動。有兩個質(zhì)量均為的小球和小球緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球所在的高度為小球所在的高度一半。下列說法正確的是A小球所受的支持力大小之比為B小球所受的支持力大小之比為C小球的角速度之比為D小球的線速度之比為題型4：圓錐擺模型典例四：如圖所示為圓錐擺示意圖，用長為L的細繩一端固定，另一端系著一個小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細繩與豎直方向的夾角為，不計空氣阻力，重力加速度為g，則小球的角速度大小為()ABCD題型5：火車轉(zhuǎn)彎模型典例五：火車轉(zhuǎn)彎時，如果鐵路彎道內(nèi)外軌一樣高，外軌對輪緣(如圖a所示)擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎時的向心力

10、(如圖b所示)但是靠這種辦法得到向心力，鐵軌和鐵輪極易受損在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于外軌(如圖c所示)，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，則下列說法正確的是()A當火車的速率小于v時，火車將有向外側(cè)沖出軌道的危險B當火車速率小于v時，外軌將受到輪緣的擠壓C當火車的速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓D當火車的質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度也改變四、模擬訓練一、基礎(chǔ)練習1.物體做勻速圓周運動時，下列說法正確的是()A物體必須受到恒力的作用B物體所受合力必須等于零C物體所受合力的大小可能變化D物體所受合力的大小不變，方向不斷改變2.做勻速圓周運動的物

11、體，所受到的向心力的大小，下列說法正確的是()A與線速度的平方成正比B與角速度的平方成正比C與運動半徑成正比D與線速度和角速度的乘積成正比3.如圖所示，是運動員參加場地自行車賽彎道處轉(zhuǎn)彎的情景，彎道處的路面是傾斜的，假設(shè)運動員轉(zhuǎn)彎時是在水平圓軌道上做勻速圓周運動，此過程的自行車(含運動員)除受空氣阻力和摩擦力外，還受到()A重力和支持力B支持力和向心力C重力和向心力D重力、支持力和向心力4.如圖，A、B兩個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量為m，B質(zhì)量為2m，B離軸為R，A離軸為2R，則當圓臺旋轉(zhuǎn)時，(設(shè)A、B都沒有滑動)()AA、B加速度一樣大BA、B物的靜摩擦力一樣大C當圓臺轉(zhuǎn)速

12、增加時，B比A先滑動D當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，A、B同時滑動5.如圖所示，已知mA=2mB=3mc，它們距軸的關(guān)系是rA=rC=rB，三物體與轉(zhuǎn)盤表面的動摩擦因數(shù)相同，當轉(zhuǎn)盤的速度逐漸增大時（）A物體A先滑動B物體B先滑動C物體C先滑動DB、C同時開始滑動6.(多選)如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()AB的向心力是A的向心力的2倍B盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍CA、B都有沿半徑向外滑動的趨勢D若B先滑動，則B對A的動摩擦因數(shù)A小于盤對B的動摩擦因數(shù)B7.如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，兩個

13、質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動()A球A的角速度一定大于球B的角速度B球A的線速度一定大于球B的線速度C球A的運動周期一定小于球B的運動周期D球A對筒壁的壓力一定大于球B對筒壁的壓力8.有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺形表演臺的側(cè)壁高速行駛，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h如果增大高度h，則下列關(guān)于摩托車說法正確的是()A對側(cè)壁的壓力N增大B做圓周運動的周期T不變C做圓周運動的向心力F增大D做圓周運動的線速度增大9.（多選）如圖所示，金屬塊放在帶光滑小孔的水平桌面上，一根穿過小孔的細線

14、，上端固定在上，下端拴一個小球。小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圓錐擺），細線與豎直方向成角（圖中位置）?，F(xiàn)使小球在更高的水平面上做勻速圓周運動。細線與豎直方高成角（圖中位置）。兩種情況下，金屬塊都靜止在桌面上的同一點，則后一種情況與原來相比較，下面判斷正確的是A受到桌面的靜摩擦力大小不變B小球運動的角速度變大C細線所受的拉力之比為D小球向心力大小之比為10.如圖所示，圓錐擺甲乙的擺長之比為1：1，兩擺球的質(zhì)量相同，今使兩圓錐擺做頂角分別為30、60的圓錐擺運動，則()A兩擺球的向心加速度之比為1：3B兩擺球所受的合力之比為1：1C擺球的線速度之比為1：1D擺球的角速度之比為1：211.用長

15、為l的細線一端栓一小球，另一端繞固定懸點O在水平面內(nèi)做勻速圓周運動形成“圓錐擺”現(xiàn)有三個擺繞同一懸點在同一水平面內(nèi)運動，三個擺球質(zhì)量相等，如圖所示，則()A三球運動的線速度相等B三球運動的角速度相等C三球運動的加速度相等D三個擺線拉力大小相等12.長度不同的兩根細繩懸于同一點，另一端各系一個質(zhì)量相同的小球，使它們在同一水平面內(nèi)作圓錐擺運動，如圖所示，則兩個圓錐擺相同的物理量是()A周期B線速度的大小C向心力 D繩的拉力13.兩根長度不同的細線下面分別懸掛著小球，細線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則兩個小球在運動過程中的相對位置關(guān)系示意圖正確

16、的是() ABCD14.(多選)火車提速是當今交通發(fā)展的必然若火車轉(zhuǎn)彎近似看成是做勻速圓周運動，火車速度提高可能會使外軌受損為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時不使外軌受損這一難題，你認為以下措施可行的是()A增加內(nèi)外軌的高度差B減小內(nèi)外軌的高度差C減小彎道半徑D增大彎道半徑15.鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m車轉(zhuǎn)彎時速度小于，則()A內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C這時鐵軌對火車的支持力等于D這時鐵軌對火車的支持力大于16.火車以某一速度v通過某彎道時，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是()A軌道半

17、徑R=B若火車速度大于v時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外C若火車速度小于v時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)D當火車質(zhì)量改變時，安全速率也將改變17.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上沿半徑放著用細繩連接著的質(zhì)量都為1 kg的兩物體，A離轉(zhuǎn)軸20 cm，B離轉(zhuǎn)軸30 cm，物體與圓盤間的最大靜摩擦力都等于重力的倍，求：(1)A、B兩物體同時滑動時，圓盤應有的最小轉(zhuǎn)速是多少？(2)此時，如用火燒斷細繩，A、B物體如何運動？18.如圖所示，細線的一端固定，另一端系著質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)，小球在如圖所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動已知細線長為l與豎直方向的夾角為，重力加速

18、度為g求：(1)小球?qū)毦€拉力F的大?。?2)小球角速度的大小二、提升練習1.（2020上海）如圖所示，一輛電動車在水平地面上以恒定速率行駛，依次通過，三點，比較三個點向心力大小ABCD2.（2019海南）如圖，一硬幣（可視為質(zhì)點）置于水平圓盤上，硬幣與豎直轉(zhuǎn)軸的距離為，已知硬幣與圓盤之間的動摩擦因數(shù)為（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），重力加速度大小為。若硬幣與圓盤一起軸勻速轉(zhuǎn)動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為ABCD3.（2018年11月浙江選考）一質(zhì)量為2.0103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4104N，當汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時，下列判斷正確的是（ ）A.

19、汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4104NC. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑D. 汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s24.如圖所示，照片中的汽車在水平公路上做勻速圓周運動。已知圖中雙向四車道的總寬度為，內(nèi)車道邊緣間最遠的距離為。假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍。取，則汽車的運動A所受的合力可能為零B只受重力和地面的支持力作用C最大速度不能超過D所需的向心力由重力和支持力的合力提供5.未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋

20、轉(zhuǎn)艙”，如圖所示，當旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。為達到上述目的，下列說法正確的是A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應越大D宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應越小6.（多選）如圖，兩個質(zhì)量均為的小木塊和（可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，與轉(zhuǎn)軸的距離為，與轉(zhuǎn)軸的距離為木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是A、所受的摩擦力始終相等B一定比先開始滑動C是

21、開始滑動的臨界角速度D當時，所受摩擦力的大小為7.（多選）公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當汽車行駛的速率為時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，則在該彎道處，A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低B車速只要低于，車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C車速雖然高于，但只要不超出某一高度限度，車輛便不會向外側(cè)滑動D當路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比， 的值變小8.（多選）關(guān)于物體所受合外力的方向，下列說法正確的是A物體做速率逐漸增加的直線運動時，其所受合外力的方向一定與速度方向相同B物體做變速率曲線運動時，其所受合外力的方向一定改變C物體做變速率圓周運動時，其所受合外力的方向一定指向圓心D物體做勻速率曲線運

22、動時，其所受合外力的方向總是與速度方向垂直典例一【答案】B【解析】：A、物體做圓周運動就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物體本身產(chǎn)生的故A錯誤B、向心力總是與速度方向垂直，不改變速度的大小，只改變速度的方向故B正確C、做勻速圓周運動的物體向心力的大小是不變的，但是方向一直在發(fā)生變化，故C錯誤D、向心力是一個效果力，是由其它的力合成或分解的一個效果，不是真實存在的力，所以受力分析時一定不能算上向心力，故D錯誤典例二【答案】：D【解析】A、物塊之所以能夠隨圓盤轉(zhuǎn)動，是因為有摩擦力提供了物塊轉(zhuǎn)動的向心力，物塊的線速度和向心力方向始終垂直，所以A錯B、木塊在轉(zhuǎn)盤上發(fā)生相對滑動的臨界狀態(tài)時有：，

23、質(zhì)量消去，由此可知質(zhì)量無關(guān)，故B錯誤；C、木塊到轉(zhuǎn)軸的距離越大，需要的向心力越大，越容易發(fā)生滑動，故C錯誤；D、發(fā)生相對滑動時，最大靜摩擦力提供向心力，此時有：，因此周期越小，即角速度越大，越容易發(fā)生相對滑動，故D正確典例三【答案】B【解析】、兩球均貼著圓筒的內(nèi)壁，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力，如圖所示。由圖可知，筒壁對兩球的支持力均為，支持力大小之比為，故錯誤，正確。、由得：，小球、的軌道半徑之比為，則角速度之比為，故錯誤。、球的線速度： 得：，、的線速度之比為；故錯誤。故選：。典例四【答案】：B【解析】：對擺球進行受力分析，受重力mg和繩子的拉力T作用在水

24、平方向上，合力提供向心力，有：Fn=mgtan=m2R，有幾何關(guān)系可知：R=Lsin聯(lián)立解得：=典例五【答案】：C【解析】：AB、當火車的速率小于v時，重力和支持力的合力大于向心力，此時內(nèi)軌對輪緣有擠壓，故AB錯誤C、當火車的速率大于v時，重力和支持力的合力小于向心力，此時外軌對輪緣有擠壓，故C正確D、火車以規(guī)定的速率v0駛過彎道時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，此時火車靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)mgtan=得，規(guī)定速度與火車的質(zhì)量無關(guān)，故D錯誤五、模擬訓練一、基礎(chǔ)練習1.【答案】：D【解析】：A、勻速圓周運動的向心力的大小是恒定的，說的只是力的大小不變，力的方向要指向圓心，所以時刻

25、在變，而恒力指的是大小和方向都不變的力，所以A選項錯誤；B、同A的分析，力的大小是不變的，但不能是零，否則的話，不會做圓周運動，所以B選項錯誤；C、同A的分析，勻速圓周運動的向心力的大小是恒定的，由牛頓第二定律可知受的合力的大小是不變的，故C選項錯誤；D、所受合力的大小不變，力的方向要指向圓心，所以時刻在變，故D選項正確故選：D2.【答案】：D【解析】：A、根據(jù)F=m，可知，當半徑一定時，向心力與線速度的平方成正比，故A錯誤；B、根據(jù)F=m2r，可知，當半徑一定時，向心力與與角速度的平方成正比，故B錯誤；C、根據(jù)F=m2r，可知，當角速度一定時，向心力與與半徑成正比，故C錯誤；D、根據(jù)F=mv

26、，可知，向心力與線速度和角速度的乘積成正比，故D正確3.【答案】：A【解析】：向心力作為效果力，在受力分析中不能單獨出現(xiàn)所以只有選項A正確4.【答案】：B【解析】：兩個物體都做勻速圓周運動，合力指向圓心，對任意一個受力分析，如圖支持力與重力平衡，F(xiàn)合=f=F向，由于A、B兩個物體共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)題意，rA=2rB由向心力公式F向=m2r，得三物體的向心力分別為：FA=m22R=2m2R，F(xiàn)B=2m2RA、根據(jù)a=2r及rA=2rB可知，A的加速度大于B的加速度，故A錯誤；B、對任意一物體，由于摩擦力提供向心力，有f=m2r，由上面的向心力表達式可知，AB需要的向心力一樣大，故AB受到

27、的摩擦力一樣大故B正確；C、D、當達到最大靜摩擦力時，物體開始滑動B物體的最大靜摩擦力比A物體的要大，所以A物體先滑動，B物體后滑動5.【答案】：B【解析】：當靜摩擦力達到最大靜摩擦力時，角速度達到最大值，根據(jù)mg=mr2解得，B的半徑最大，則B的臨界角速度最小，所以物體B先滑動故B正確，A、C、D錯誤6.【答案】：BC【解析】：根據(jù)Fnmr2，因為兩物塊的角速度大小相等，轉(zhuǎn)動半徑相等，質(zhì)量相等，則向心力相等，故A錯誤；對AB整體分析，fB2mr2，對A分析，有：fAmr2，知盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍，故B正確；A所受的靜摩擦力方向指向圓心，可知A有沿半徑向外滑動的趨勢，B受到盤的

28、靜摩擦力方向指向圓心，有沿半徑向外滑動的趨勢，故C正確；對AB整體分析，B2mg2mrB2，解得B ，對A分析，AmgmrA2，解得A ，因為B先滑動，可知B先達到臨界角速度，可知B的臨界角速度較小，即BA，故D錯誤7.【答案】：B【解析】：A、對小球受力分析，受重力和支持力，如圖根據(jù)牛頓第二定律，有F=mgtan=m解得：v=，由于A球的轉(zhuǎn)動半徑較大，故線速度較大，=，由于A球的轉(zhuǎn)動半徑較大，故角速度較小，故A錯誤，B正確；C、T=，A的角速度小，所以周期大，故C錯誤；D、由A選項的分析可知，壓力等于，與轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)，故D錯誤；8.【答案】：D【解析】：A、摩托車做勻速圓周運動，提供圓周運動

29、的向心力是重力mg和支持力F的合力，設(shè)圓臺側(cè)壁與豎直方向的夾角為，側(cè)壁對摩托車的支持力為：，增加高度h時，支持力不變，則摩托車對側(cè)壁的壓力不變故A錯誤B、因重力，支持力角度不發(fā)生變化，由可知向心力大小不變，根據(jù)牛頓第二定律得：，h越高，r越大，F(xiàn)n不變，則T越大故B錯誤C、由可知，在增加高度時，質(zhì)量m和角度不變，向心力大小不變故C錯誤D、根據(jù)牛頓第二定律得：，h越高，r越大，F(xiàn)n不變，則v越大故D正確故選：D9.【答案】BD【解析】：、設(shè)細線與豎直方向的夾角為，細線的拉力大小為，細線的長度為球做勻速圓周運動時，由重力和細線的拉力的合力提供向心力，如圖，則有：向心力：，得角速度問：，使小球改到一

30、個更高的水平面上作勻速圓周運動時，增大，減小，則得到細線拉力增大，角速度增大。對球，由平衡條件得知，受到桌面的靜摩擦力等于細線的拉力大小，受到桌面的支持力等于重力，則靜摩擦力變大，故錯誤，正確；、開始時細線的拉力：，增大為后的拉力：所以：故錯誤；、開始時小球的向心力：，增大為后的向心力：所以：故正確；故選：。10.【答案】：A【解析】：小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，對小球受力分析，如圖設(shè)細線與豎直方向的夾角為，r=Lsin，F(xiàn)合=mgtan，L1=L2根據(jù)牛頓第二定律得：a=gtan，所以兩擺球的向心加速度之比為=，故A正確，B錯誤；根據(jù)向心力公式F合=得：擺球的線速度之比為=，故C錯誤；根據(jù)

31、角速度與周期的關(guān)系=得：擺球的角速度之比為，故D錯誤11.【答案】：B【解析】：設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，繩子懸點到平面的高度為h，拉力T=，小球做圓周運動的軌道半徑R=htan，由牛頓第二定律可得：mgtan=m，解得，小球的線速度：v=tan，小球的角速度：=，向心加速度：a=gtan；A、三個擺與豎直方向的夾角不同，由v=tan可知，三個球運動的線速度不相等，故A錯誤；B、g、h相等，由=可知，三球運動的角速度相等，故B正確；C、三個擺與豎直方向的夾角不同，由a=gtan可知，三球運動的加速度不相等，故C錯誤；D、三個擺與豎直方向的夾角不同，由T=可知，三個擺線拉力大小不相等，故D錯誤；

32、12.【答案】：A【解析】：對其中一個小球受力分析，如圖，受重力，繩子的拉力，由于小球做勻速圓周運動，故合力提供向心力；將重力與拉力合成，合力指向圓心，由幾何關(guān)系得，合力：；由向心力公式得到，；設(shè)繩子與懸掛點間的高度差為，由幾何關(guān)系，得：；由三式得，與繩子的長度和轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)；又由，故周期與繩子的長度和轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)，故A正確；由，兩球轉(zhuǎn)動半徑不等，故線速度不同，故B錯誤；繩子拉力：，故繩子拉力不同，故C錯誤；由，兩球轉(zhuǎn)動半徑不等，故向心力不同，故D錯誤13.【答案】：B【解析】：小球做勻速圓周運動，mgtan=m2Lsin，整理得：Lcos=g/2是常量，即兩球處于同一高度，故B正確，ACD錯

33、誤14.【答案】：AD【解析】：火車轉(zhuǎn)彎時為減小外軌所受壓力，可使外軌略離于內(nèi)軌，使軌道形成斜面，若火車速度合適，內(nèi)外軌均不受擠壓此時，重力與支持力的合力提供向心力，如圖F=mgtan=m，得：v=；當火車速度增大時，應適當增大轉(zhuǎn)彎半徑或增加內(nèi)外軌道的高度差；15.【答案】：A【解析】：AB、火車的重力和軌道對火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時，此時火車的速度正好是. ，當火車轉(zhuǎn)彎的速度小于 ，需要的向心力減小，而重力與支持力的合力不變，所以合力大于了需要的向心力，內(nèi)軌就要對火車產(chǎn)生一個向外的力來抵消多余的力，所以此時內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓故A正確，B錯誤；C、當內(nèi)外軌沒有擠壓力時，受

34、重力和支持力，N=，由于內(nèi)軌對火車的作用力沿著軌道平面，可以把這個力分解為水平和豎直向上兩個分力，由于豎直向上的分力的作用，使支持力變小故CD均錯誤16.【答案】：B【解析】：A、D、火車以某一速度v通過某彎道時，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由圖可以得出：F合=mgtan(為軌道平面與水平面的夾角)，合力等于向心力，故mgtan=m，解得：v=，與火車質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤，D也錯誤；B、當轉(zhuǎn)彎的實際速度大于規(guī)定速度時，火車所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火車有離心趨勢，故其外側(cè)車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓，外軌受到側(cè)壓力作用方向平行軌道平面向外，

35、故B正確；C、當轉(zhuǎn)彎的實際速度小于規(guī)定速度時，火車所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火車有向心趨勢，故其內(nèi)側(cè)車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓，內(nèi)軌受到側(cè)壓力作用方向平行軌道平面向內(nèi)，故C錯誤；17.【答案】：0.64 ；A維持原狀態(tài)，B離心運動【解析】：(1)當A、B摩擦力均達到最大時，對B有：，對A有：，聯(lián)立兩式解得rad/s=4 rad/s，則圓盤的轉(zhuǎn)速n=(2)當燒斷細繩，B物體所受的靜摩擦力不夠提供向心力，將做離心運動A物體的靜摩擦力可以提供向心力，將維持原有運動狀態(tài)18.【答案】：(1)；(2)【解析】：小球的受力情況如圖所示(1)在豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律有Fcosmg0，所以根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)毦€拉力的大小；(2)有幾何關(guān)系可知，小球在水平面內(nèi)做圓周運動的軌道半徑rlsin在水平方向，根據(jù)牛頓第二定律有Fsinm2r，所以二、提升練習1.【答案】B【解析】：根據(jù)向心力公式知大小相等，越大，向心力越小，根據(jù)圖可知，所以，故正確，錯誤。故選：。2.【答案】B