专题17 水平面内的圆周运动 离心运动-【金牌提升】2023年新高二物理暑假查漏补缺（全国通用）

专题17 水平面内的圆周运动 离心运动 1.向心力表达式：Fn＝man＝m＝mω2r＝mr 2.圆周运动动力学分析的主要步骤 1)确定研究对象，明确物体做圆周运动的平面、圆心、半径； 2)分析物体的受力情况，画出受力分析图，用分析出的力确定合力的表达式(沿半径方向指向圆心的合力!)； 3)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、半径等，确定向心力表达式； 4)列方程求解（核心方程F合＝F向 ， F合为沿半径方向指向圆心的合力!） 3.水平面内的匀速圆周运动 1)向心力的来源及常见的运动模型 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。 2)常见的运动模型（向心力表达式以m或mω2r为例） 4.离心运动 1)物体做离心运动的本质：做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向。 2)物体做离心运动的原因 提供向心力的合力突然消失，或者合力不足以提供所需的向心力． 3)离心运动、近心运动的判断：物体做圆周运动时出现离心运动还是近心运动，由实际提供的合力 F合和所需向心力(m或mω2r等)的大小关系决定．(如图所示) 当F合＝mω2r，“提供”等于“需要”，物体做匀速圆周运动； 当F合>mω2r，“提供”超过“需要”，物体做近心运动； 当0≤F合<mω2r，“提供”不足，物体做离心运动． 1．(多选)有关水平面内圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．如图甲，若，圆周运动半径为R，火车速度时，车轮挤压外轨道 B．如图乙，小球在光滑固定的竖直圆锥筒内做匀速圆周运动，小球受到三个力 C．如图丙，小球在细绳作用下做匀速圆周运动，增大角速度后角增大 D．如图丁，物体M紧贴圆筒壁随圆筒一起做圆周运动，增大角速度，摩擦力增大 2．如图所示一个小球在力F作用下以速度v做匀速圆周运动，若从某时刻起小球的运动情况发生了变化，对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因说法正确的是（　　） A．沿a轨迹运动，可能是F增大了 B．沿b轨迹运动，一定是v减小了 C．沿c轨迹运动，可能是v减小了 D．沿b轨迹运动，一定是F减小了 3．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）用长为l的轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆圆心为O，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）    A．细线与竖直方向夹角为时，小球运动的角速度大小为 B．保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越短 C．保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越长 D．保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越短，小球运动的角速度越大 4．如图所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。已知火车质量为m，轨道平面与水平面夹角为θ，重力加速度为g。在火车转弯的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．火车受重力、支持力和向心力 B．该弯道的半径 C．铁轨对火车的支持力等于 D．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的侧向挤压 5． 在2022年珠海航展上的战斗机表演中，飞机以恒定速率在空中水平盘旋（如图所示），其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，此时飞机座椅对飞行员的作用力F大小为飞行员重力的倍，则飞机的飞行速率为（　　）    A． B． C． D． 6．高性能赛车都安装了扰流板——尾翼，气流通过车身会对车速为v的赛车产生大小为FN=kv2的压力，以增加汽车的抓地力，不同角度的尾翼张角对应不同的k值。假设赛车正在半径为100m的水平弯道上转弯，受到的最大静摩擦力为其对地面压力的0.8倍，赛车和车手的总质量为640kg，g取10m/s2。以下说法正确的是（　　）    A．若k=2，车速为40m/s时，车辆不会发生侧滑 B．若k=2，车速过快会导致侧滑 C．若k=8，车速为60m/s时，车辆会发生侧滑 D．若k=8，车速过快会导致侧滑 7．如图所示，轻弹簧的一端固定在光滑杆下端的点，另一端拴接一可视为质点的小球，现使整个装置环绕竖直轴匀速转动，以角速度稳定转动时，小球位于A点，轻弹簧恰处于原长状态，设弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（    ）    A．选用不同质量的小球，的大小不同 B．角速度由逐渐增大，杆与小球间的作用力大小可能不变 C．角速度由逐渐增大，小球将沿杆向上移动 D．若解除小球与弹簧的拴接，装置以略大于的角速度匀速转动时，小球将在A点上方某位置随杆一起转动 8．如图所示，、两物体放在旋转的圆台上，两物体与圆台面间的动摩擦因数相