7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1精品一、鐵路的彎道1.火車在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際上在做__________，因而具有_____加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心力。圓周運(yùn)動(dòng)向心2精品2.向心力的來(lái)源：(1)若轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對(duì)輪緣的_____提供向心力，這樣，鐵軌和車輪極易受損。(2)若內(nèi)外軌有高度差，依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力幾乎完全由______和________的合力提供。彈力重力G支持力FN3精品【想一想】除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點(diǎn)外，你還了解哪些道路具有這樣的特點(diǎn)？提示：有些道路具有外高內(nèi)低的特點(diǎn)是為了利用彎道的支持力與車輛重力的合力提供向心力，進(jìn)而提高車輛的轉(zhuǎn)彎速度，因此一些賽車項(xiàng)目的賽道的彎道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等。4精品二、拱形橋汽車過(guò)凸形橋汽車過(guò)凹形橋受力分析向心力Fn=_____=Fn=_____=對(duì)橋的壓力FN′=FN′=mg-FNFN-mg5精品汽車過(guò)凸形橋汽車過(guò)凹形橋結(jié)論汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重量,而且汽車速度越大,對(duì)橋的壓力_____汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重量,而且汽車速度越大,對(duì)橋的壓力_____越小越大6精品【判一判】(1)汽車駛過(guò)凸形橋高點(diǎn)，速度很大時(shí)，對(duì)橋的壓力可能等于零。()(2)汽車過(guò)凸形橋或凹形橋時(shí)，向心加速度的方向都是向上的。()(3)汽車駛過(guò)凹形橋低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋的壓力一定大于重力。()7精品提示：(1)√。汽車駛過(guò)凸形橋高點(diǎn)時(shí)，若所需的向心力等于汽車的重力，則汽車只受重力作用，此時(shí)對(duì)橋的壓力等于零。(2)×。汽車過(guò)凸形橋時(shí)，向心加速度的方向向下；過(guò)凹形橋時(shí)，向心加速度的方向向上。(3)√。汽車駛過(guò)凹形橋低點(diǎn)時(shí)，汽車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，因?yàn)橄蛐牧Ψ较蛳蛏?，所以支持力大于重力，又根?jù)牛頓第三定律，汽車對(duì)橋的壓力大于重力。8精品三、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(duì)他的支持力的合力為他提供向心力，_____=，所以FN=________。2.失重狀態(tài)：當(dāng)v=_____時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力FN=0，宇航員處于_________狀態(tài)。mg-FN完全失重9精品【判一判】(1)航天器中宇航員的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員處于平衡狀態(tài)。()(2)宇航員做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的地球引力為他提供向心力。()(3)航天器中宇航員處于完全失重狀態(tài)，所受合力為零。()10精品提示：(1)×。航天器中宇航員的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體不處于平衡狀態(tài)。(2)√。宇航員做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力為零，受到的地球引力為他提供向心力。(3)×。航天器中宇航員處于完全失重狀態(tài)，但受地球引力，合力不為零。11精品四、離心運(yùn)動(dòng)1.定義：物體沿切線飛出或做_________圓心的運(yùn)動(dòng)。2.原因：向心力突然_____或合外力不足以提供_____________。3.應(yīng)用：洗衣機(jī)的_______，制作無(wú)縫鋼管、水泥管道、水泥電線桿等。逐漸遠(yuǎn)離消失所需的向心力脫水筒12精品【想一想】雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水滴沿著傘的邊緣切線飛出，你能說(shuō)出其中的原因嗎？提示：旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，雨滴也隨著運(yùn)動(dòng)起來(lái)，但傘面上的雨滴受到的力不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，雨滴由于慣性要保持其原來(lái)的速度方向而沿切線方向飛出。13精品一、火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題思考探究：火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，請(qǐng)思考：14精品(1)火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌有什么特點(diǎn)？(2)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大或過(guò)小，會(huì)對(duì)哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？提示：(1)火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌。(2)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大會(huì)對(duì)軌道外側(cè)有壓力，速度過(guò)小會(huì)對(duì)軌道內(nèi)側(cè)有壓力。15精品【歸納總結(jié)】1.明確圓周平面：火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌，雖然外軌高于內(nèi)軌，但整個(gè)外軌是等高的，整個(gè)內(nèi)軌是等高的。因而火車在行駛的過(guò)程中，中心的高度不變，即火車中心的軌跡在同一水平面內(nèi)。故火車的圓周平面是水平面，而不是斜面。即火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。16精品2.受力特點(diǎn)：在實(shí)際的火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，火車所受支持力的方向斜向上，其豎直分力可以與重力平衡，其水平分力可以提供向心力，或者說(shuō)火車所受支持力與重力的合力可以提供向心力。17精品3.速度與軌道壓力的關(guān)系：(1)若火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，則mgtanθ=，如圖所示，則v0=，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面的夾角(tanθ≈)，v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度。此時(shí)，內(nèi)外軌道對(duì)火車均無(wú)擠壓作用。18精品(2)若火車行駛速度v0>，外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。(3)若火車行駛速度v0<，內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。19精品【典例示范】(多選)(2015·連云港高一檢測(cè))鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)。下列說(shuō)法正確的是()A.v一定時(shí)，r越小則要求h越大B.v一定時(shí)，r越大則要求h越大C.r一定時(shí)，v越小則要求h越大D.r一定時(shí)，v越大則要求h越大20精品【解題探究】(1)火車以規(guī)定的速率在彎道上行駛時(shí)，火車受幾個(gè)力，由什么力來(lái)提供向心力？提示：火車受軌道的支持力和重力兩個(gè)力的作用，兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力。(2)軌道平面與水平方向的夾角θ與內(nèi)外軌的高度差h間有什么關(guān)系？提示：若內(nèi)外軌道的寬為L(zhǎng)，則tanθ≈sinθ=，tanθ越大，內(nèi)外軌道的高度差h越大。21精品【正確解答】選A、D。設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為θ，由mgtanθ=m，得tanθ=；又因?yàn)閠anθ≈sinθ=，所以可見(jiàn)v一定時(shí)，r越大，h越小，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，h越大，故C錯(cuò)誤，D正確。22精品【誤區(qū)警示】火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題的兩點(diǎn)注意(1)合外力的方向：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受合外力沿水平方向指向圓心，而不是沿軌道斜面向下。因?yàn)榛疖囖D(zhuǎn)彎的圓周平面是水平面，不是斜面，所以火車的向心力即合外力應(yīng)沿水平面指向圓心。23精品(2)規(guī)定速度的唯一性：火車軌道轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速率一旦確定則是唯一的，火車只有按規(guī)定的速率轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌才不受火車的擠壓作用。速率過(guò)大時(shí)，由重力、支持力及外軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力；速率過(guò)小時(shí)，由重力、支持力及內(nèi)軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力。24精品【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(2015·岳陽(yáng)高一檢測(cè))在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為θ，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，θ應(yīng)滿足()

25精品【解析】選B。當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí)，汽車受力如圖所示，則有：FNsinθ=m，F(xiàn)Ncosθ=mg，解得：tanθ=，故B正確。26精品2.(多選)(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)。則在該彎道處()27精品A.路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低B.車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)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(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小28精品【解析】選A、C。當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，即不受靜摩擦力，此時(shí)由重力和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(shí)，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(dòng)的趨勢(shì)，但并不會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，靜摩擦力向外側(cè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)車速高于v0時(shí)，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(dòng)的趨勢(shì)，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29精品最大以后，車輛才會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由mgtanθ=m可知，v0的值只與斜面傾角和圓弧軌道的半徑有關(guān)，與路面的粗糙程度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。30精品3.(2015·德州高一檢測(cè))火車以半徑r=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l=1.4m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)=14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？(g取10m/s2)31精品【解析】若火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)不受擠壓，即由重力和支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面?；疖囀芰θ鐖D所示，由牛頓第二定律得F=mgtanα=m①由于α很小，可以近似認(rèn)為tanα=sinα=②解①②式得v=30m/s答案：30m/s32精品【補(bǔ)償訓(xùn)練】在世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽中，賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，常常在彎道上沖出跑道，其原因是()A.是由于賽車行駛到彎道時(shí)，運(yùn)動(dòng)員未能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤造成的B.是由于賽車行駛到彎道時(shí)，沒(méi)有及時(shí)加速造成的C.是由于賽車行駛到彎道時(shí)，沒(méi)有及時(shí)減速造成的D.是由于在彎道處汽車受到的摩擦力比在直道上小造成的33精品【解析】選C。賽車在水平彎道上行駛時(shí)，摩擦力提供向心力，而且速度越大，需要的向心力越大，如不及時(shí)減速，當(dāng)摩擦力不足以提供向心力時(shí)，賽車就會(huì)沖出跑道，故C正確。34精品二、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)思考探究：小球分別在輕繩(如圖甲)和輕桿(如圖乙)的一端繞另一端在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)思考：35精品(1)小球要在豎直平面內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度能為零嗎？(2)小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，與繩(或桿)之間的作用力可以為零嗎？36精品提示：(1)在輕繩作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的速度不能為零，在輕桿作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)可以為零，因?yàn)槿粼谳p繩作用下到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，小球?qū)⒃谥亓ψ饔孟孪侣?，不可能做圓周運(yùn)動(dòng)。(2)小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，與繩(或桿)之間的作用力可以為零，此時(shí)，由重力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。37精品【歸納總結(jié)】1.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受彈力和重力兩個(gè)力的作用，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。2.最低點(diǎn)：小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受桿或軌道向上的彈力和向下的重力作用，由這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，F(xiàn)N-mg=。38精品3.最高點(diǎn)：物體在最高點(diǎn)時(shí)的受力特點(diǎn)可分為以下兩種：模型臨界條件最高點(diǎn)受力分析細(xì)繩牽拉型的圓周運(yùn)動(dòng)小球沿豎直光滑軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示小球恰好過(guò)最高點(diǎn)：彈力(或拉力)為零，重力充當(dāng)向心力，mg=m，可得：臨界速度v=

v>時(shí)，繩或軌道對(duì)小球產(chǎn)生向下的拉力或壓力v=時(shí)，繩或軌道對(duì)小球剛好不產(chǎn)生作用力小球在細(xì)繩作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示

v<時(shí)，小球不能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球沒(méi)有到達(dá)最高點(diǎn)就脫離了軌道39精品模型臨界條件最高點(diǎn)受力分析輕桿支撐型的圓周運(yùn)動(dòng)小球在豎直放置的光滑細(xì)管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示(1)小球恰好過(guò)最高點(diǎn)：由于桿和管能對(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力，故小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件是最高點(diǎn)的速度恰好為零。(2)桿對(duì)球的彈力恰好為零：此時(shí)小球只受重力，重力充當(dāng)向心力，mg=m，可得：臨界速度v=

v>時(shí)，桿或管的上側(cè)產(chǎn)生向下的拉力或壓力v=時(shí)，球在最高點(diǎn)只受重力，不受桿或管的作用力小球被一輕桿拉著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示0<v<時(shí)，桿或管的下側(cè)產(chǎn)生向上的支持力40精品【典例示范】長(zhǎng)度為0.5m的輕桿OA繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，A端連著一個(gè)質(zhì)量m=2kg的小球。求在下述的兩種情況下，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)U的作用力的大小和方向(g取10m/s2)：(1)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2.0r/s。(2)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為0.5r/s。41精品【解題探究】(1)在最高點(diǎn)，球的向心力由誰(shuí)提供？提示：在最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的彈力和球的重力的合力充當(dāng)向心力。(2)桿對(duì)球施加的力一定是拉力嗎？提示：桿對(duì)球可能提供支持力，也可能提供拉力，由球的加速度決定。42精品【正確解答】小球在最高點(diǎn)的受力如圖所示：(1)桿的轉(zhuǎn)速為2.0r/s時(shí)，ω=2π·n=4πrad/s由牛頓第二定律得：F+mg=mLω2故小球所受桿的作用力F=mLω2-mg=2×(0.5×42×π2-10)N≈138N即桿對(duì)小球提供了138N的拉力由牛頓第三定律知，小球?qū)U的拉力大小為138N，方向豎直向上。43精品(2)桿的轉(zhuǎn)速為0.5r/s時(shí)，ω′=2π·n′=πrad/s同理可得小球所受桿的作用力F=mLω′2-mg=2×(0.5×π2-10)N≈-10N。力F為負(fù)值表示它的方向與受力分析中所假設(shè)的方向相反，故小球?qū)U的壓力大小為10N，方向豎直向下。答案：見(jiàn)正確解答44精品【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(拓展延伸)若【典例示范】中其他條件不變，將輕桿換成輕繩，(1)當(dāng)轉(zhuǎn)速為2.0r/s時(shí)，小球能否在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)？若能，求此時(shí)繩子的拉力。(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速為0.5r/s時(shí)，小球能否在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)？若能，求此時(shí)繩子的拉力。45精品【解析】若小球恰好過(guò)最高點(diǎn)，則繩子拉力為零，由重力充當(dāng)向心力。所以mg=，可得v=2.24m/s，又根據(jù)v=2πrn，可得n=0.71r/s。所以當(dāng)轉(zhuǎn)速為2.0r/s時(shí)，小球能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)速為0.5r/s時(shí)，小球不能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速為2.0r/s時(shí)，v=2πrn=6.28m/s46精品此時(shí)由重力和繩子拉力的合力充當(dāng)向心力mg+F=，可得：F=138N，所以此時(shí)繩子對(duì)小球的拉力為138N，方向向下。答案：見(jiàn)解析47精品2.(2015·泉州高一檢測(cè))如圖所示為模擬過(guò)山車的實(shí)驗(yàn)裝置，小球從左側(cè)的最高點(diǎn)釋放后能夠通過(guò)豎直圓軌道而到達(dá)右側(cè)。若豎直圓軌道的半徑為R，要使小球能順利通過(guò)豎直圓軌道，則小球通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的角速度最小為()48精品【解析】選C。小球能通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)的臨界狀態(tài)為重力提供向心力，即mg=mω2R，解得ω=，選項(xiàng)C正確。49精品3.(多選)(2015·九江高一檢測(cè))一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到的彈力可以等于零B.小球過(guò)最高點(diǎn)的最小速度是零C.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而增大D.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而減小50精品【解析】選C、D。小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，若v=，桿所受彈力等于零，選項(xiàng)A正確。此題屬于輕桿模型，小球過(guò)最高點(diǎn)的最小速度是零，選項(xiàng)B正確。小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，若v<，桿對(duì)球有向上的支持力，且該力隨速度的增大而減?。蝗魐>，桿對(duì)球有向下的拉力，且該力隨速度的增大而增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。51精品【補(bǔ)償訓(xùn)練】某公園里的過(guò)山車駛過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí)，乘客在座椅里面頭朝下，人體顛倒，若軌道半徑為R，人體重為mg，要使乘客經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力，則過(guò)山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為()52精品【解析】選C。由題意知F+mg=2mg=故速度大小v=C正確。53精品【規(guī)律方法】豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法(1)明確運(yùn)動(dòng)的模型，是輕繩模型還是輕桿模型。(2)明確物體的臨界狀態(tài)，即在最高點(diǎn)時(shí)物體具有最小速度時(shí)的受力特點(diǎn)。(3)分析物體在最高點(diǎn)及最低點(diǎn)的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列式求解。54精品三、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解思考探究：鏈球比賽中，高速旋轉(zhuǎn)的鏈球被放手后會(huì)飛出。汽車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，若摩擦力不足，汽車會(huì)滑出路面。請(qǐng)思考：55精品(1)鏈球飛出、汽車滑出是因?yàn)槭艿搅穗x心力嗎？(2)物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件是什么？提示：(1)鏈球飛出、汽車滑出的原因是物體慣性的表現(xiàn)，不是因?yàn)槭艿搅耸裁措x心力，離心力是不存在的。(2)物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件是：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足夠大的向心力。56精品【歸納總結(jié)】1.離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒(méi)有飛出去，是因?yàn)槭艿街赶驁A心的力。2.離心運(yùn)動(dòng)的條件：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足夠大的向心力。57精品3.離心運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)的判斷：物體做圓周運(yùn)動(dòng)是離心運(yùn)動(dòng)還是近心運(yùn)動(dòng)，由實(shí)際提供的向心力Fn與所需向心力(或mrω2)的大小關(guān)系決定。(1)若Fn=mrω2(或)，即“提供”滿足“需要”，物體做圓周運(yùn)動(dòng)。58精品(2)若Fn>mrω2(或)，即“提供”大于“需要”，物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng)。(3)若Fn<mrω2(或)，即“提供”不足，物體做離心運(yùn)動(dòng)。(4)若Fn=0，物體做離心運(yùn)動(dòng)，并沿切線方向飛出。59精品【典例示范】(2015·濰坊高一檢測(cè))如圖所示，小球從“離心軌道”上滑下，若小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始脫離圓環(huán)，則小球?qū)⒆?)A.自由落體運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng)C.斜上拋運(yùn)動(dòng)D.豎直上拋運(yùn)動(dòng)60精品【解題探究】(1)小球脫離軌道時(shí)的速度方向如何？提示：小球脫離軌道時(shí)的速度方向斜向上。(2)脫離軌道后，小球受力情況如何？提示：脫離軌道后，小球只受重力作用。61精品【正確解答】選C。小球在脫離軌道時(shí)的速度是沿著軌道的切線方向的，即斜向上。當(dāng)脫離軌道后小球只受重力，所以小球?qū)⒆鲂鄙蠏佭\(yùn)動(dòng)。62精品【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)(2015·長(zhǎng)春高一檢測(cè))為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以()A.增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度B.減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度C.增大汽車與路面間的摩擦D.減小汽車與路面間的摩擦63精品【解析】選B、C。汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，其向心力由靜摩擦力提供，即μmg=，如要防止“打滑”現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是：增大汽車與路面間的摩擦或減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度。64精品2.(2015·常州高一檢測(cè))某同學(xué)在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)時(shí)，做了一個(gè)“人工漩渦”的實(shí)驗(yàn)，取一個(gè)裝滿水的大盆，用手掌在水中快速轉(zhuǎn)動(dòng)，就在水盆中形成了“漩渦”，隨著手掌轉(zhuǎn)動(dòng)越來(lái)越快，形成的漩渦也越來(lái)越大，則關(guān)于漩渦形成的原因，下列說(shuō)法中正確的是()A.由于水受到向心力的作用B.由于水受到合外力的作用C.由于水受到離心力的作用D.由于水做離心運(yùn)動(dòng)65精品【解析】選D。水在手的撥動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水轉(zhuǎn)動(dòng)越來(lái)越快時(shí)，需要的向心力也越來(lái)越大，當(dāng)其所需向心力大于所受合外力時(shí)，即做離心運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確。66精品3.下列說(shuō)法中正確的是()A.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，將離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)B.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑逐漸增大的圓C.做離心運(yùn)動(dòng)的物體，一定不受到外力的作用D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，因受合力大小改變而不做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，將做離心運(yùn)動(dòng)67精品【解析】選A。離心運(yùn)動(dòng)指離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)，A對(duì)。物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡可能是直線，也可能是曲線，但不是圓，B錯(cuò)。當(dāng)物體的合外力突然為零或小于向心力時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合外力大于向心力時(shí)，物體做近心運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)。68精品【補(bǔ)償訓(xùn)練】物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀為()A.一定是直線B.一定是曲線C.可能是直線也可能是曲線D.可能是一個(gè)圓【解析】選C。離心運(yùn)動(dòng)是指合力突然變?yōu)榱慊蚝狭Σ蛔阋蕴峁┫蛐牧r(shí)物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。若合力突然變?yōu)榱?，物體沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng)；若合力比向心力小，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，但逐漸遠(yuǎn)離圓心，故A、B、D錯(cuò)，C對(duì)。69精品【誤區(qū)警示】離心現(xiàn)象的三點(diǎn)注意(1)在離心現(xiàn)象中并不存在離心力，是外力不足以提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力而引起的，是慣性的一種表現(xiàn)形式。(2)做離心運(yùn)動(dòng)的物體，并不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心。(3)物體的質(zhì)量越大，速度越大(或角速度越大)，半徑越小時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)所需