专题11 圆周运动类实验-课外实验专题解读（贵州新中考）-2024年中考物理新题型专项点拨

2024年中考新题型专项点拨 专题11 圆周运动类实验专题解读 知识链接： 1、水平面上的匀速圆周运动，静摩擦力的大小和方向 物体在做匀速圆周运动的过程中，提供向心力的静摩擦力一定沿着半径指向圆心。这个静摩擦力的大小，它正比于物体的质量、半径和角速度的平方。当物体的转速大到一定的程度时，静摩擦力达到最大值，若再增大角速度，静摩擦力不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力，物体在滑动摩擦力的作用下做离心运动。 2、水平面上的变速圆周运动中的静摩擦力的大小和方向 无论是加速圆周运动还是减速圆周运动，静摩擦力都不再沿着半径指向圆心，静摩擦力一定存在着一个切向分量改变速度的大小。如图是在水平圆盘上的物体减速和加速转动时静摩擦力的方向：（为了便于观察，将图像画成俯视图） 3、汽车过拱形桥 在竖直面内的圆周运动中可以分为：匀速圆周运动和变速圆周运动。对于变速圆周运动，需要特别注意几种具体情况下的临界状态。 例如：汽车通过半圆的拱形桥，讨论桥面受到压力的变化情况 （1）车在最高点的位置Ⅰ时对桥面的压力 对车由牛顿第二定律得： 为了驾驶安全，桥面对车的支持力必须大于零，即 所以车的速度应满足关系 临界状态：汽车在最高点处桥面对汽车的支持力为零，此时汽车的速度。 如果，在不计空气阻力的情况下，汽车只受到重力的作用，速度沿着水平方向，满足平抛运动的条件，所以从此位置开始，汽车将离开桥面做平抛运动，不会再落到桥面上。 （2）汽车沿着拱形桥面向下运动时车对于桥面的压力 当汽车在跨越最高点后的某一位置Ⅱ时 由牛顿第二定律得 解得汽车对于桥面压力的大小 可见在汽车速度大小不变的情况下，随着角的不断减小，汽车对桥面的压力不断减小。 临界状态：当时，汽车对桥面的压力减小到零。从此汽车离开桥面做斜下抛运动。 所以要使得汽车沿着斜面运动，其速度必须满足：，即车的速度。 1.小明和小华在观看自行车比赛时，发现运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图甲所示。 （1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小明提出了疑问。一旁的小华说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力。”小明觉得小华的观点很有道理，因为力是改变物体 　 　的原因。运动员骑车转弯时，受到的力 　　（选填“是”或“不是”）平衡力。 （2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显，且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显呢？使骑行的自行车转弯的力的大小可能与哪些因素有关呢？小明和小华提出了两种猜想： 猜想一：可能与骑行的速度有关。 猜想二：可能与圆弧形跑道的半径有关。 （3）接着，小明和小华一起设计实验来验证猜想一。他们先把半径为0.5m的半圆轨道置于压力传感器上时，传感器示数为1N，接着让质量为30g的小钢球分别从弧面上距离传感器表面不同高度的 A、B、C三处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器的最大示数（小钢球到达最低点时的示数最大），记录的数据如表。 小钢球初始位置 A B C 距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3 压力传感器的最大示数/N 1.90 1.78 1.66 到达最低点时，速度最快的是 　　球，该实验可以得出的初步结论是：在自行车转弯半径相同时，速度越 　　，使自行车转弯的力越大。 （4）若要验证猜想二，需对上述实验进行两项改变：（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦） ①改变圆弧形轨道的 　 　。 ②要让同一小钢球从 　 　（选填“相同”或“不同”）高度处自由滚下。 2．小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千。小丽把小红、小玲分别轻轻推一下，小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样。那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？她们对此问题进行了研究，提出如下猜想： 猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与小球的质量有关； 猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关； 猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线最大距离有关； 为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、细线、秒表、小球，依照物理学习中的科学方法，按图进行实验，得如表： 实验序号 小球质量m/g 从O点到小球中心的距离L/m 小球摆动距中心线最大距离s/m 小球往返摆动10次所用时间t/s 小球往返摆动1次所用时间t/s 1 20 0.8 0.10 18.0 1.80 2 20 1.0 0.14 20.0 2，00 3 20 1.2 0.10 22，0 2.20 4 30 1.0 0.