高中物理第二章3圆周运动的实例分析4圆周运动与人类文明(选学)学案教科版必修50

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力是一对平衡力，大小相等，向心力是由支持力提供的，A错误；脱水筒转动角速度增大以后，支持力增大，衣服对筒壁的压力也增大，C正确；对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，说水滴受向心力本身就不正确，B错误；随着脱水筒转动角速度的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，故脱水筒转动角速度越大，脱水效果会越好，D正确． 【考点】离心运动问题 【题点】生活中的离心运动

7.无缝钢管的制作原理如图5所示，竖直平面内，管状模型置于两个支撑轮上，支撑轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管．已知管状模型内壁半径为R，则下列说法正确的是( )

图5

A．铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的 B．模型各个方向上受到的铁水的作用力相同

C．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力 D．管状模型转动的角速度ω最大为答案 C

解析 铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力的合力提供向心力，选项A错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上部受到的铁水的作用力最小，选项B错误；最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁，则重力提供向心力，由mg＝mRω，可得ω＝

2

g Rg，故管状模型转动的角速度ω至少为Rg，选项C正确，D错误． R【考点】离心运动问题 【题点】生活中的离心运动 考点四 圆周运动的动力学问题

8.如图6所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是( )

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图6

A．线速度vA＞vB B．角速度ωA＞ωB C．向心力FA＞FB D．向心加速度aA＞aB 答案 A

解析 设漏斗的顶角为2θ，则小球受到的合力为F合＝

mgtan θ，由F＝F合＝

mgtan θ＝mωr2

v2

＝m＝ma，知向心力FA＝FB，向心加速度aA＝aB，选项C、D错误；因rA＞rB，又由于v＝

r和ω＝

grtan θgrtan θ知vA＞vB、ωA＜ωB，故A对，B错误．

【考点】圆锥摆类模型

【题点】类圆锥摆的动力学问题分析

9．(多选)如图7所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，下列说法正确的是( )

图7

A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受重力和拉力的作用 C．摆球运动周期为2πD．摆球运动的转速为Lcos θ ggLsin θ cos θ鼎尚出品

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答案 BC

解析 摆球受重力和绳子拉力两个力的作用，设摆球做匀速圆周运动的周期为T，则：mgtan

θ＝m4π

2

T2

r，

Lcos θ11

，转速n＝＝g，B、C正确，A、D错误．

r＝Lsin θ，T＝2π

g【考点】圆锥摆类模型

【题点】类圆锥摆的动力学问题分析

T2π

Lcos θ鼎尚出品

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10．(多选)如图8所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的动摩擦因数相同．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是( )

图8

A．若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大 B．若三个物体均未滑动，则B物体受的摩擦力最大 C．若转速增加，则A物体比B物体先滑动 D．若转速增加，则C物体最先滑动 答案 AD

解析 三物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，根据向心加速度公式a＝ωr，知

2

C的向心加速度最大，选项A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为：fA＝(2m)ω2R，fB＝mω2R，fC＝mω2(2R)，所以物体B受到的摩擦力最小，选项B错误；增加转速，可知C最先达到最

大静摩擦力，所以C最先滑动，A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动，选项C错误，D正确．

【考点】水平面内的圆周运动的动力学分析 【题点】水平面内的圆周运动的动力学分析 二、非选择题

11.(交通工具的转弯问题)如图9所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶的灯左偏了θ角，则：(重力加速度为g)

图9

(1)车正向左转弯还是向右转弯？ (2)车速是多少？

(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与地面间的动摩擦因数μ是多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 答案 (1)向右转弯 (2)gRtan θ (3)tan θ 解析 (1)向右转弯

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