2020版高中物理（新教材）人教必修第2冊：第六章 4

4生活中的圓周運(yùn)動[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.會分析火車轉(zhuǎn)彎、汽車過拱橋等實(shí)際運(yùn)動問題中向心力的來源，能解決生活中的圓周運(yùn)動問題.2.了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因.3.了解離心運(yùn)動及物體做離心運(yùn)動的條件，知道離心運(yùn)動的應(yīng)用及危害.一、火車轉(zhuǎn)彎1.如果鐵道彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時，由外軌對輪緣的彈力提供向心力，由于質(zhì)量太大，因此需要很大的向心力，靠這種方法得到向心力，不僅鐵軌和車輪極易受損，還可能使火車側(cè)翻.2.鐵路彎道的特點(diǎn)(1)彎道處外軌略高于內(nèi)軌.(2)火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的內(nèi)側(cè).支持力與重力的合力指向圓心.(3)在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由重力G和彈力FN的合力來提供.二、拱形橋汽車過拱形橋汽車過凹形橋受力分析向心力Fn＝mg－FN＝meq\f(v2,r)Fn＝FN－mg＝meq\f(v2,r)對橋的壓力FN′＝mg－meq\f(v2,r)FN′＝mg＋meq\f(v2,r)結(jié)論汽車對橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越小汽車對橋的壓力大于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越大三、航天器中的失重現(xiàn)象1.向心力分析：宇航員受到的地球引力與座艙對他的支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律：mg－FN＝meq\f(v2,R)，所以FN＝mg－meq\f(v2,R).2.完全失重狀態(tài)：當(dāng)v＝eq\r(Rg)時，座艙對宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于完全失重狀態(tài).四、離心運(yùn)動1.定義：做圓周運(yùn)動的物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動.2.原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力.3.離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止(1)應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機(jī)的脫水筒；離心制管技術(shù)；分離血漿和紅細(xì)胞的離心機(jī).(2)防止：轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高；在公路彎道，車輛不允許超過規(guī)定的速度.1.判斷下列說法的正誤.(1)鐵路的彎道處，內(nèi)軌高于外軌.(×)(2)汽車駛過拱形橋頂部時，對橋面的壓力等于車重.(×)(3)汽車行駛至凹形橋底部時，對橋面的壓力大于車重.(√)(4)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天器中的宇航員處于完全失重狀態(tài)，故不再受重力.(×)(5)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體所受合力為零.(×)(6)做離心運(yùn)動的物體可以沿半徑方向向外運(yùn)動.(×)2.如圖1所示，汽車在通過水平彎道時，輪胎與地面間的摩擦力已達(dá)到最大值，若汽車轉(zhuǎn)彎的速率增大到原來的eq\r(2)倍，為使汽車轉(zhuǎn)彎時仍不打滑，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)變?yōu)樵瓉淼腳_______倍.圖1答案2解析汽車所受的摩擦力提供向心力，則有Ff＝eq\f(mv2,r)，F(xiàn)f不變，v增大為eq\r(2)v，則彎道半徑要變?yōu)樵瓉淼?倍.一、火車轉(zhuǎn)彎問題1.彎道的特點(diǎn)鐵路彎道處，外軌高于內(nèi)軌，若火車按規(guī)定的速度v0行駛，轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtanθ＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，如圖2所示，則v0＝eq\r(gRtanθ)，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面間的夾角.圖22.速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，所需向心力僅由重力和支持力的合力提供，此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用.(2)當(dāng)火車行駛速度v>v0時，外軌道對輪緣有側(cè)壓力.(3)當(dāng)火車行駛速度v<v0時，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力.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的夾角為θ，如圖3所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度等于eq\r(gRtanθ)，則()圖3A.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eq\f(mg,cosθ)D.這時鐵軌對火車的支持力大于eq\f(mg,cosθ)答案C解析由牛頓第二定律F合＝meq\f(v2,R)，解得F合＝mgtanθ，此時火車僅受重力和鐵路軌道的支持力作用，如圖所示，F(xiàn)Ncosθ＝mg，則FN＝eq\f(mg,cosθ)，內(nèi)、外軌道對火車均無側(cè)壓力，故C正確，A、B、D錯誤.針對訓(xùn)練(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖4所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0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()圖4A.路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低B.車速只要低于v0，車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C.車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會向外側(cè)滑動D.當(dāng)路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比，v0的值變小答案AC解析當(dāng)汽車行駛的速率為v0時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，即不受靜摩擦力，此時僅由其重力和路面對其支持力的合力提供向心力，所以路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，選項(xiàng)A正確；當(dāng)車速低于v0時，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動的趨勢，受到的靜摩擦力向外側(cè)，并不一定會向內(nèi)側(cè)滑動，選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)車速高于v0時，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽車有向外側(cè)運(yùn)動的趨勢，靜摩擦力向內(nèi)側(cè)，速度越大，靜摩擦力越大，只有靜摩擦力達(dá)到最大以后，車輛才會向外側(cè)滑動，選項(xiàng)C正確；由mgtanθ＝meq\f(v\o\al(2,0),r)可知，v0的值只與路面與水平面的夾角和彎道的半徑有關(guān)，與路面的粗糙程度無關(guān)，選項(xiàng)D錯誤.二、汽車過橋問題與航天器中的失重現(xiàn)象1.拱形橋問題(1)汽車過拱形橋(如圖5)圖5汽車在最高點(diǎn)滿足關(guān)系：mg－FN＝meq\f(v2,R)，即FN＝mg－meq\f(v2,R).①當(dāng)v＝eq\r(gR)時，F(xiàn)N＝0.②當(dāng)0≤v<eq\r(gR)時，0<FN≤mg.③當(dāng)v>eq\r(gR)時，汽車將脫離橋面做平拋運(yùn)動，易發(fā)生危險.說明：汽車通過拱形橋的最高點(diǎn)時，向心加速度向下，汽車對橋的壓力小于其自身的重力，而且車速越大，壓力越小，此時汽車處于失重狀態(tài).(2)汽車過凹形橋(如圖6)圖6汽車在最低點(diǎn)滿足關(guān)系：FN－mg＝eq\f(mv2,R)，即FN＝mg＋eq\f(mv2,R).說明：汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時，向心加速度向上，而且車速越大，壓力越大，此時汽車處于超重狀態(tài).由于汽車對橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實(shí)際中拱形橋多于凹形橋.2.繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星、飛船、空間站處于完全失重狀態(tài).(1)質(zhì)量為M的航天器在近地軌道運(yùn)行時，航天器的重力提供向心力，滿足關(guān)系：Mg＝Meq\f(v2,R)，則v＝eq\r(gR).(2)質(zhì)量為m的航天員：設(shè)航天員受到的座艙的支持力為FN，則mg－FN＝eq\f(mv2,R).當(dāng)v＝eq\r(gR)時，F(xiàn)N＝0，即航天員處于完全失重狀態(tài).(3)航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài).(2018·山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下期中)如圖7所示，地球可以看成一個巨大的拱形橋，橋面半徑R＝6400km，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G＝800N，在汽車不離開地面的前提下，下列分析中正確的是()圖7A.汽車的速度越大，則汽車對地面的壓力也越大B.不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對座椅壓力大小都等于800NC.只要汽車行駛，駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力D.如果某時刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，則此時駕駛員會有超重的感覺答案C解析汽車以及駕駛員的重力和地面對汽車的支持力的合力提供汽車做圓周運(yùn)動所需向心力，則有mg－FN＝meq\f(v2,R)，重力是一定的，v越大，則FN越小，故A錯誤；因?yàn)橹灰囆旭?，駕駛員的一部分重力則會用于提供駕駛員做圓周運(yùn)動所需的向心力，結(jié)合牛頓第三定律可知駕駛員對座椅壓力大小小于其自身的重力，故B錯誤，C正確；如果速度增大到使汽車對地面的壓力為零，說明汽車和駕駛員的重力全部用于提供做圓周運(yùn)動所需的向心力，處于完全失重狀態(tài)，此時駕駛員會有失重的感覺，故D錯誤.如圖8所示，質(zhì)量m＝2.0×104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為60m，如果橋面能承受的壓力不超過3.0×105N，則：(g取10m/s2)圖8(1)汽車允許的最大速率是多少？(2)若以所求速率行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？答案(1)10eq\r(3)m/s(2)1.0×105N解析(1)汽車在凹形橋的底部時，合力向上，汽車受到的支持力最大，由牛頓第三定律可知，橋面對汽車的支持力FN1＝3.0×105N，根據(jù)牛頓第二定律FN1－mg＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(FN1,m)－gr)＝10eq\r(3)m/s由于v<eq\r(gr)＝10eq\r(6)m/s，故在凸形橋最高點(diǎn)上汽車不會脫離橋面，所以汽車允許的最大速率為10eq\r(3)m/s.(2)汽車在凸形橋頂部時，合力向下，汽車受到的支持力最小，由牛頓第二定律得mg－FN2＝meq\f(v2,r)，即FN2＝m(g－eq\f(v2,r))＝1.0×105N由牛頓第三定律得，在凸形橋頂部汽車對橋面的壓力為1.0×105N，此即最小壓力.三、離心運(yùn)動1.物體做離心運(yùn)動的原因提供向心力的合力突然消失，或者合力不能提供足夠的向心力.注意：物體做離心運(yùn)動并不是物體受到“離心力”作用，而是由于合外力不能提供足夠的向心力.所謂“離心力”實(shí)際上并不存在.2.合力與向心力的關(guān)系(如圖9所示).圖9(1)若F合＝mrω2或F合＝eq\f(mv2,r)，物體做勻速圓周運(yùn)動，即“提供”滿足“需要”.(2)若F合>mrω2或F合>eq\f(mv2,r)，物體做近心運(yùn)動，即“提供過度”.(3)若0<F合<mrω2或0<F合<eq\f(mv2,r)，則合力不足以將物體“拉回”到原軌道上，而做離心運(yùn)動，即“提供不足”.(4)若F合＝0，則物體沿切線方向做直線運(yùn)動.關(guān)于離心運(yùn)動，下列說法中正確的是()A.物體一直不受外力作用時，可能做離心運(yùn)動B.在外界提供的向心力突然變大時，原來做勻速圓周運(yùn)動的物體將做離心運(yùn)動C.只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，原來做勻速圓周運(yùn)動的物體就將做離心運(yùn)動D.當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時，原來做勻速圓周運(yùn)動的物體將做離心運(yùn)動答案D解析離心運(yùn)動是指原來在做勻速圓周運(yùn)動的物體后來遠(yuǎn)離圓心，所以選項(xiàng)A錯誤；離心運(yùn)確.1.(火車轉(zhuǎn)彎問題)(多選)全國鐵路大面積提速，給人們的生活帶來便利.火車轉(zhuǎn)彎可以看成是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，火車速度提高會使外軌受損.為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時外軌受損這一難題，以下措施可行的是()A.適當(dāng)減小內(nèi)外軌的高度差B.適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差C.適當(dāng)減小彎道半徑D.適當(dāng)增大彎道半徑答案BD解析設(shè)鐵路彎道處軌道平面的傾角為α?xí)r，輪緣與內(nèi)外軌間均無擠壓作用，根據(jù)牛頓第二定律有mgtanα＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(grtanα)，所以為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時外軌受損這一難題，可行的措施是適當(dāng)增大傾角α(即適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差)和適當(dāng)增大彎道半徑r.2.(航天器中的失重現(xiàn)象)(多選)航天飛機(jī)在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動過程中，關(guān)于航天員，下列說法中正確的是()A.航天員受到的重力消失了B.航天員仍受重力作用，重力提供其做勻速圓周運(yùn)動的向心力C.航天員處于超重狀態(tài)D.航天員對座椅的壓力為零答案BD解析航天飛機(jī)在繞地球做勻速圓周運(yùn)動時，依然受地球的吸引力，而且正是這個吸引力提供航天飛機(jī)繞地球做圓周運(yùn)動的向心力，航天員的加速度與航天飛機(jī)的相同，是其重力提供向心力，選項(xiàng)A錯誤，B正確；此時航天員不受座椅彈力，即航天員對座椅的壓力為零，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)D正確，C錯誤.3.(離心現(xiàn)象)在冬奧會短道速滑項(xiàng)目中，運(yùn)動員繞周長僅111米的短道競賽.比賽過程中運(yùn)動員在通過彎道時如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線.如圖10所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運(yùn)動路線，Oa為運(yùn)動員在O點(diǎn)時的速度方向(研究時可將運(yùn)動員看做質(zhì)點(diǎn)).下列論述正確的是()圖10A.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動員受到的合力方向背離圓心B.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動員受到的合力大于所需要的向心力C.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動的方向在Oa左側(cè)D.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動的方向在Oa右側(cè)與Ob之間答案D解析發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動員的速度過大，所需要的向心力過大，而運(yùn)動員受到的合力小于所需要的向心力，受到的合力方向指向圓弧內(nèi)側(cè)，故選項(xiàng)A、B錯誤；運(yùn)動員在水平方向不受任何外力時沿Oa方向做離心運(yùn)動，實(shí)際上運(yùn)動員受到的合力方向指向圓弧Ob內(nèi)側(cè)，所以運(yùn)動員滑動的方向在Oa右側(cè)與Ob之間，故選項(xiàng)C錯誤，D正確.4.(汽車轉(zhuǎn)彎與過橋問題)(2019·山西現(xiàn)代雙語學(xué)校期中)在高級瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計時速是108km/h，汽車在這種路面上行駛時，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的eq\f(3,5)(g取10m/s2).(1)如果汽車在這種高速公路的彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果高速公路上設(shè)計了圓弧拱形立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計時速安全通過圓弧拱橋，這個圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少？答案(1)150m(2)90m解析設(shè)汽車的質(zhì)量為m.(1)汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動，其向心力由車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時，由向心力公式可知這時的半徑最小，有Fmax＝eq\f(3,5)mg＝meq\f(v2,rmin)由速度v＝108km/h＝30m/s得彎道半徑rmin＝150m(2)汽車過圓弧拱橋，可看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時，根據(jù)向心力公式有mg－FN＝meq\f(v2,R)為了保證安全通過，車與路面間的彈力FN必須大于等于零，即有mg≥meq\f(v2,R)，代入v＝108km/h＝30m/s，得R≥90m，故半徑至少是90m.考點(diǎn)一交通工具的轉(zhuǎn)彎問題1.如圖1所示，質(zhì)量相等的汽車甲和汽車乙，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動，汽車甲在汽車乙的外側(cè).兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙.以下說法正確的是()圖1A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于Ff乙D.Ff甲和Ff乙的大小均與汽車速率無關(guān)答案A解析汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，摩擦力提供做勻速圓周運(yùn)動的向心力，即Ff＝F向＝meq\f(v2,r)，由于m甲＝m乙，v甲＝v乙，r甲＞r乙，則Ff甲＜Ff乙，A正確.2.(多選)如圖2所示，鐵路轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，若在某轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛的速度為v，則下列說法正確的是()圖2A.若火車行駛到轉(zhuǎn)彎處的速度大于規(guī)定速度v，火車將對外軌有側(cè)向的擠壓作用B.若火車行駛到轉(zhuǎn)彎處的速度小于規(guī)定速度v，火車將對外軌有側(cè)向的擠壓作用C.若火車要提速行駛，而彎道坡度不變，要減小彎道半徑D.若火車要提速行駛，而彎道半徑不變，彎道的坡度應(yīng)適當(dāng)增大答案AD解析火車在轉(zhuǎn)彎處做勻速圓周運(yùn)動，按規(guī)定速度行駛時，其向心力完全由其重力和軌道對其彈力的合力提供；若火車行駛到轉(zhuǎn)彎處的速度大于規(guī)定速度v，則運(yùn)行過程中需要的向心力增大，火車將對外軌有側(cè)向的擠壓作用；若火車行駛到轉(zhuǎn)彎處的速度小于規(guī)定速度v，則運(yùn)行過程中需要的向心力減小，而火車重力和支持力的合力將大于需要的向心力，火車將對內(nèi)軌有側(cè)向的擠壓作用，故A正確，B錯誤.由mgtanθ＝meq\f(v2,r)得：v＝eq\r(grtanθ)，若火車要提速行駛，應(yīng)適當(dāng)增大彎道的坡度θ，或增大彎道半徑r，C錯誤，D正確.3.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低.如圖3所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些.汽車的運(yùn)動可看做是半徑為R的圓周運(yùn)動.設(shè)內(nèi)、外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L.已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于()圖3A.eq\r(\f(gRh,L)) B.eq\r(\f(gRh,d))C.eq\r(\f(gRL,h)) D.eq\r(\f(gRd,h))答案B解析設(shè)路面的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝meq\f(v2,R)，又由數(shù)學(xué)知識可知tanθ＝eq\f(h,d)，聯(lián)立解得v＝eq\r(\f(gRh,d))，選項(xiàng)B正確.4.擺式列車是集電腦、自動控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車，如圖4所示.當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時，在電腦控制下，車廂會自動傾斜；行駛在直軌上時，車廂又恢復(fù)原狀，就像玩具“不倒翁”一樣.假設(shè)有一擺式列車在水平面內(nèi)行駛，以360km/h的速度轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑為1km，則質(zhì)量為50kg的乘客，在轉(zhuǎn)彎過程中所受到的火車對他的作用力大小為(g取10m/s2)()圖4A.500N B.1000NC.500eq\r(2)N D.0答案C解析360km/h＝100m/s，乘客所需的向心力Fn＝meq\f(v2,R)＝500N，而乘客的重力為500N，故火車對乘客的作用力大小FN＝eq\r(F\o\al(2,n)＋G2)＝500eq\r(2)N，C正確.考點(diǎn)二汽車過橋問題和航天器中的失重現(xiàn)象5.(2019·長豐二中高一下學(xué)期期末)如圖5所示，當(dāng)汽車通過拱橋頂點(diǎn)的速度為6m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐膃q\f(3,4)，如果要使汽車在橋面行駛至橋頂時，對橋面的壓力為零，則汽車通過橋頂?shù)乃俣却笮?yīng)為()圖5A.3m/s B.10m/sC.12m/s D.24m/s答案C解析根據(jù)牛頓第二定律得：mg－FN＝meq\f(v2,r)，即eq\f(1,4)mg＝meq\f(v2,r)，當(dāng)汽車對橋面的壓力為零時，橋面對汽車的支持力為零，有：mg＝meq\f(v′2,r)，解得：v′＝2v＝12m/s，故C正確.6.(2019·天津六校高一下期中)如圖6所示，汽車車廂頂部懸掛一個輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個質(zhì)量為m的小球.當(dāng)汽車以某一速率在水平地面上勻速行駛時，彈簧長度為L1，當(dāng)汽車以大小相同的速度勻速通過一個橋面為圓弧形的凸形橋的最高點(diǎn)時，彈簧長度為L2，下列選項(xiàng)中正確的是()圖6A.L1＝L2 B.L1>L2C.L1<L2 D.前三種情況均有可能答案B7.下列四幅圖中的行為可以在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的“天宮二號”艙內(nèi)完成的有()A.用臺秤稱量重物的質(zhì)量B.用水杯喝水C.用沉淀法將水與沙子分離D.給小球一個很小的初速度，小球能在拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動答案D解析重物處于完全失重狀態(tài)，對臺秤的壓力為零，無法通過臺秤測量重物的質(zhì)量，故A錯誤；水杯中的水處于完全失重狀態(tài)，不會因重力而流入嘴中，故B錯誤；沙子處于完全失重狀態(tài)，不能通過沉淀法與水分離，故C錯誤；小球處于完全失重狀態(tài)，給小球一個很小的初速度，小球能在拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，故D正確.考點(diǎn)三離心現(xiàn)象8.(多選)如圖7所示，在勻速轉(zhuǎn)動的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上，有一件濕衣服隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動，則()圖7A.衣服隨脫水筒做圓周運(yùn)動的向心力由衣服的重力提供B.水會從脫水筒甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽驝.加快脫水筒轉(zhuǎn)動角速度，衣服對筒壁的壓力增大D.加快脫水筒轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好答案CD解析衣服受到豎直向下的重力、豎直向上的靜摩擦力、指向圓心的支持力，重力和靜摩擦力是一對平衡力，大小相等，故向心力是由支持力提供的，A錯誤；脫水筒轉(zhuǎn)動角速度增大以后，支持力增大，故衣服對筒壁的壓力也增大，C正確；對于水而言，衣服對水滴的附著力提供其做圓周運(yùn)動的向心力，說水滴受向心力本身就不正確，B錯誤；隨著脫水筒轉(zhuǎn)動角速度的增加，需要的向心力增加，當(dāng)附著力不足以提供需要的向心力時，衣服上的水滴將做離心運(yùn)動，故脫水筒轉(zhuǎn)動角速度越大，脫水效果會越好，D正確.9.如圖8所示的陀螺，是很多人小時候喜歡玩的玩具.從上往下看(俯視)，若陀螺立在某一點(diǎn)順時針勻速轉(zhuǎn)動，此時滴一滴墨水到陀螺，則被甩出的墨水徑跡可能是下列的()圖8答案D10.如圖9所示，賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是()圖9A.是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的B.是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的C.是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的D.由公式F＝mω2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道答案B11.(多選)一個質(zhì)量為m的物體(體積可忽略)，在半徑為R的光滑半球頂點(diǎn)處以水平速度v0運(yùn)動，如圖10所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖10A.若v0＝eq\r(gR)，則物體對半球頂點(diǎn)無壓力B.若v0＝eq\f(1,2)eq\r(gR)，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力為eq\f(1,2)mgC.若v0＝0，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力為mgD.若v0＝0，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力為零答案AC解析設(shè)物體在半球頂點(diǎn)受到的支持力為FN，若v0＝eq\r(gR)，由mg－FN＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，得FN＝0，則根據(jù)牛頓第三定律，物體對半球頂點(diǎn)無壓力，A正確；若v0＝eq\f(1,2)eq\r(gR)，由mg－FN＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，得FN＝eq\f(3,4)mg，則根據(jù)牛頓第三定律，物體對半球頂點(diǎn)的壓力為eq\f(3,4)mg，B錯誤；若v0＝0，物體處于平衡狀態(tài)，對半球頂點(diǎn)的壓力為mg，C正確，D錯誤.12.(2019·泉州五中期中)如圖11所示，在粗糙水平木板上放一個物塊，使水平木板和物塊