高考物理考點一遍過專題離心運動與近心運動

1、專題19離心運動與近心運動一、離心運動當(dāng)物體受到的合力不足以提供其做圓周運動的向心力時，向心力產(chǎn)生的向心加速度不足以改變物體的速度方向而保持圓周運動，由于慣性，物體有沿切線方向運動的趨勢，做遠(yuǎn)離圓心的運動，即離心運動。發(fā)生離心運動時常伴隨有：線速度增大（洗衣機脫水）、轉(zhuǎn)動半徑減小（汽車急轉(zhuǎn)彎時沖出軌道）、角速度或轉(zhuǎn)速增大（砂輪、飛輪破裂）、受力變化（汽車在冰面行駛打滑）。二、近心運動當(dāng)物體受到的合力超過其做圓周運動需要的向心力時，向心力產(chǎn)生的向心加速度對物體速度方向的改變較快，物體會做靠近圓心的運動，即近心運動。由于生產(chǎn)、生活中常追求高速、低損耗，發(fā)生的離心運動現(xiàn)象往往比較典型，而近心運動的應(yīng)

2、用范例較少，最常見的近心運動的應(yīng)用實例是航天器的減速變軌。三、離心運動的臨界條件.靜摩擦力達(dá)到最大（徑向）靜摩擦力，即滑動摩擦力大小。.彈力等于零：繩、桿等的張力等于零。.彈力等于零：接觸面間的壓力、支持力等于零。根據(jù)臨界條件不同，對某情境，常常有多個臨界狀態(tài)。f支考向考向一離心運劭I下列哪個現(xiàn)象是利用了物體產(chǎn)生離心運動A.離心水泵工作時B.車轉(zhuǎn)彎時要限制速度C.公路彎道的轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計得很大D.轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大【參考答案】A2【詳細(xì)解析】離心水泵工作就是應(yīng)用了水的離心運動，A正確；因為F向 mL,所以速度越快所需r的向心力就越大，汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度，來減小汽車所需的向心力，防止

3、離心運動，同時增大轉(zhuǎn)彎半徑2也可以防止離心運動，故 BC錯誤；因為F向 m 4 712n2rm ,所以轉(zhuǎn)速很高的砂輪所需的向心力就大， r轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑做得太大，就會使砂輪承受不了巨大的力而斷裂，做離心運動，所以砂輪要做的小一些，D錯誤。&網(wǎng)【名師點睛】物體做離心運動的條件：合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力.注意 所有遠(yuǎn)離圓心的運動都是離心運動，但不一定沿切線方向飛出。文式#果1.以下說法中正確的是A.在光滑的水平冰面上，汽車可以轉(zhuǎn)彎B.化學(xué)實驗室中用離心分離器沉淀不溶于液體的固體微粒，利用的是離心現(xiàn)象C.提高洗衣機脫水桶的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干D.火車轉(zhuǎn)彎時需要的向心力

4、由司機轉(zhuǎn)動方向盤的力提供【答案】BC【解析】汽車在水平路而上轉(zhuǎn)彎時所需螭向心力由靜母攥力舞供，若沒密摩擦力，則纜車不能轉(zhuǎn)若，A 錯課:用離心沉建器分離楠履是應(yīng)用離心運動，B正項；洗衣機吃水工作直甩了水的離心迨動，提高洗 衣抗吃水搞的好退后，水儆圜周運動所需的向7力就靈大，越攣易做高燈運動，C正屑；火車在霞黃處 杼營時火車的重力擊軌道計火車的支持力的合力做為轉(zhuǎn)彎常案的向心力，D超提.2.雨天在野外騎車時，在自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴，行駛時感覺很“沉重”。如果將自行 車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動，泥巴就被甩下來， 如圖所示，圖中a、b為后輪輪胎邊

5、緣上的最高點與最低點，c、d為飛輪邊緣上的兩點，則下列說法正確的是A.飛輪上c、d兩點的向心加速度相同B.后輪邊緣a、b兩點線速度相同C.泥巴在圖中的b點比在a點更容易被甩下來D. a點的角速度大于d點的角速度【答案】C【解析】八d共軸轉(zhuǎn)動，角忍星相等，半徑也相等，根據(jù)公式kmP分析船它們的向心加連度大,卜郭相 等，但齒前堀反 A犍誤：時獨共批轉(zhuǎn)動，息速度利等半鐐也相等,但往疑不同，所以蛾遑度的方前 不同,，B描誤：泥塊敬圓周選動,合力在使向心力，雅掂后厘小廣知=泥塊在車輪上每一個岸量的向心 力相等，當(dāng)提供的合力小于向心力酎做離心運動，所以能提供的合力越小越器砂飛出去，在最低點，S 力向下，曲

6、著力向上，密力等于府著力索章力，在最高點，量力向下，附著力向下，合力為重力加附著 力，鼾以在量低點合力靛小，彘蒙嘉飛出生,C正碗；a,加a d家軸轉(zhuǎn)勃，向丞_度粕等，D帽遙?？枷蚨具\劭A、B兩顆地球衛(wèi)星在同一軌道中同向運行，如圖所示，若要使B衛(wèi)星追上A衛(wèi)星，下列方法可行的有A. B衛(wèi)星減速B. B衛(wèi)星加速C. B衛(wèi)星先減速，再加速D. B衛(wèi)星先加速，再減速【參考答案】C【詳細(xì)解析】B衛(wèi)星減速時，萬有引力大于所需的向心力，衛(wèi)星就會做近心運動，下降到靠近地球的 軌道上，軌道半徑減小，當(dāng)萬有引力再次與向心力相等時，衛(wèi)星就會在靠近地球的圓形軌道上做勻速圓周 運動，A錯誤；B衛(wèi)星加速時，萬有引力小于

7、所需的向心力，衛(wèi)星就會做離心運動，升高到較高的軌道上， 軌道半徑增大，當(dāng)萬有引力等于向心力相等時，衛(wèi)星就會在高軌道圓形軌道上做勻速圓周運動，B錯誤；當(dāng)B衛(wèi)星下降到較低的圓形軌道上時，B衛(wèi)星的線速度比 A衛(wèi)星的線速度大， B衛(wèi)星會追上 A衛(wèi)星，再次加速時，B衛(wèi)星在較低圓形軌道上出現(xiàn)離心現(xiàn)象，回到原有軌道上與A衛(wèi)星實現(xiàn)對接，C正確；當(dāng)B衛(wèi)星上升到較高的圓形軌道上時，B衛(wèi)星的線速度比 A衛(wèi)星的線速度小，B衛(wèi)星不會追上 A衛(wèi)星，再次減速時，B衛(wèi)星不能與 A衛(wèi)星實現(xiàn)對接，D錯誤?！疽族e警示】本題要特備注意不應(yīng)選D,追及發(fā)生時，是后者速度不小于前者，先減速變軌，再追及，最后加速變軌可以達(dá)到效果，而先加速變

8、軌后無法追及，如果讓A反過來追及B,不一定能安全對接。1.在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運動，每到太陽活動期，由于受太陽的影響，地球 大氣層的厚度開始增加，從而使得部分垃圾進(jìn)入大氣層，開始做靠近地球的近心運動，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是A.由于太空垃圾受到地球的引力減小而導(dǎo)致的近心運動B.由于太空垃圾受到地球的引力增大而導(dǎo)致的近心運動C.由于太空垃圾受到空氣阻力而導(dǎo)致的近心運動D.地球引力提供了太空垃圾做圓周運動所需的向心力，故產(chǎn)生近心運動的結(jié)果與空氣阻力無關(guān)【答案】C【解析】根據(jù)物體簿圓局運動的卻識可加，天悻檄團(tuán)周運動同樣需要向心力，而充當(dāng)間用力的是天作之 間的萬壽引力，太空熔城的囪

9、7力來源正地球?qū)λ娜f有引力，而在運動埼售中，由于受到空氣膽力作前，返度或小，雷賽的向點力開二明匚減小，萬有用力大于需要的耐出力，因而導(dǎo)致做近心通動，itur考向三 離2運劭的住界冬件;莫鋼4【裾如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的、質(zhì)量相等的兩個物體A和B,它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，燒斷細(xì)線，則A.兩物體均沿切線方向滑動B.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，同時所受摩擦力減小C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會發(fā)生滑動D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)【參考答案】BD【詳細(xì)解析】當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)

10、速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運動，B靠指向圓心的靜摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以燒斷細(xì)線后,A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運動所需要的向心力，A要發(fā)生相對滑動， 離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)，但是B所需要的向心力小于 B的最大靜摩擦力，所以 B仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài)，做勻速圓周運動，且靜 摩擦力比繩子燒斷前減小，BD正確，AC錯誤。【名師點睛】解此類題的關(guān)鍵是受力分析，判斷向心力的來源，分析變化發(fā)生時，各力的大小和方向的變化。.用一根細(xì)線一端系一小球（可視為質(zhì)點），另一端固定在一光滑錐頂上，如圖所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運

11、動的角速度為3,細(xì)線的張力為 Ft,則Ft隨3 2變化的圖象是圖中的【答案】C【解析】設(shè)整式為上.雒而與蟹魚才向臭國為也當(dāng)m=0/，小珠哥止，受重力也小JL持力N樂繩的 拉力反而干樹，尸產(chǎn)足吟舁0, AB錯琨0增大時.尸I燧大，并減小，當(dāng)種0時.麗如履為研.當(dāng)wso 時，由牛場第二定律替尸血總派8 乜疝1仇產(chǎn)西OS8力1疝 4瞄.解修產(chǎn)1=加2工端1招+館83日：當(dāng)0時，小球離開鑿，堤與蟹直方向夾角更大,設(shè)為由 由牛頓第二定律禱尸惇in住/上血產(chǎn)，拼以 尸廣加守，此時圖琳的反向挺長線經(jīng)過原點，C正瑜，D蜻誤.二:隹習(xí)幡螺.港立陽案1.在人們經(jīng)常見到的以下現(xiàn)象中，不屬于離心現(xiàn)象的是A.守門員把足

12、球踢出后，球在空中沿著弧線運動B.在雨中轉(zhuǎn)動一下傘柄，傘面上的雨水會很快地沿傘面運動，到達(dá)邊緣后雨水將沿切線方向飛出C.滿載黃沙或石子的卡車，在急轉(zhuǎn)彎時，部分黃沙或石子會被甩出D.舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子會張開.如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形。轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動。對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是A.摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B.摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去.洗衣機的甩干筒在旋轉(zhuǎn)時有衣服附在筒壁上，則此時A.衣服受重力，筒壁的彈

13、力和摩擦力，及離心力作用B.衣服隨筒壁做圓周運動的向心力由筒壁的彈力提供C.筒壁對衣服的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大D.筒壁對衣服的彈力隨著衣服含水量的減少而減少.如圖所示，甲、乙兩水平網(wǎng)盤緊靠在一塊，甲網(wǎng)盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動且無滑動。甲網(wǎng)盤與乙網(wǎng)盤的半徑之比為 3:1，小物體m、mi和兩網(wǎng)盤間的動摩擦因數(shù)相同，m到甲網(wǎng)盤中心 O點的距離為2r,四到乙網(wǎng)盤中心 O點的距離為r,當(dāng)甲緩慢轉(zhuǎn)動起來且轉(zhuǎn)速緩慢增大時甲乙A.滑動前m與m2的角速度之比為 1：2=3:1B.滑動前 m與m2的向心加速度之比為 ai：a 2=2:9C.隨轉(zhuǎn)速緩慢增大，m先開始滑動D.隨轉(zhuǎn)速緩慢增大，田先開始滑動.如圖所

14、示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動，則下B對A的摩擦力是盤對 B的摩擦力的2倍A、B都有沿半徑向外滑動的趨勢D.若B先滑動，則B對A的動摩擦因數(shù) Wa大于盤對B的動摩擦因數(shù) Wb.如圖所示，A、B C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，都沒有滑動。它們由相同材料制成，A的質(zhì)量為2項B、C的質(zhì)量為m,如果OA=OB=ROC=2R當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時，下述結(jié)論中正確的是C的向心加速度最大B受到的靜摩擦力最小C.當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)速度增加時，C比A先開始滑動D.當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)速度增加時，B比A先開始滑動.如圖所示，物體 P用兩根長度相等不可伸長的細(xì)線系于豎直桿上，它隨桿轉(zhuǎn)動，若轉(zhuǎn)動角速度

15、為A. co只有超過某一值時，繩子 AP才有拉力B.繩子BP的拉力隨3的增大而增大C.繩子BP的張力一定大于繩子 AP的張力D當(dāng)3增大到一定程度時，繩 AP的張力大于BP的張力.如圖所示，OO為豎直轉(zhuǎn)軸，MN為固定在OO的水平光滑桿，有兩個質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AG BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸 OO上。當(dāng)線拉直時， A、B兩球的轉(zhuǎn)動半徑之比恒為2:1 ,當(dāng)轉(zhuǎn)軸角速度增大時A. AC線先斷B. BC線先斷C.兩線同時斷D.不能確定哪段線先斷.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一質(zhì)量為m的物塊，用長為l的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩與豎直1轉(zhuǎn)軸的夾角0=30 ,此時繩伸直但

16、無張力，物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)科=-，最大靜摩擦力等于滑3動摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，角速度為 3,重力加速度為 g,則A.當(dāng)3=居時，細(xì)繩的拉力為 0B.當(dāng)3=39時，物塊與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力為0，41C.當(dāng)3= J42時，細(xì)繩的拉力大小為 mg 二 313D.當(dāng)3=任 時,細(xì)繩的拉力大小為 1mgR=90 m的大圓?。?2020浙江卷）如圖所示為賽車場的一個水平“梨形”賽道，兩個彎道分別為半徑和r=40 m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心。O距離L=100 m）賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動，

17、在彎道上做勻速圓周運動，要使賽車不打滑， 繞賽道一圈時間最短 （發(fā)動機功率足夠大，重力加速度g=10m/s2,兀=3.14 ）,則賽車A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/sC.在直道上的加速度大小為5.63 m/sD.通過小圓弧彎道的時間為5.85 s（ 2020新課標(biāo)全國I卷）如圖，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b （可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l , b與轉(zhuǎn)軸的距離為 2l。木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為 go若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是b一定比a先開始滑動a、b所受

18、的摩擦力始終相等co = Jkg是b開始滑動的臨界角速度D.當(dāng)3 =時，a所受摩擦力的大小為kmg（ 2020重慶卷）如圖所示，半徑為 R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心 O的對稱軸OO重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度 3勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為 m的小物塊落入 陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與 OO之間的夾角。為60。重力加速度大小為 g。(1)若3=3 0,小物塊受到的摩擦力恰好為零，求 30；3=(1 k) co。，且0Fap, C正確；隨3的增大，需要的向心力增大，繩子BP的拉力增大，B正確；豎直方向合力為零，則一定有FbpFap, D錯誤。A 解析每小小陳均受三個為螃作用重力.桿的繇力（曼直向上）和繩子的拄力（諼投力為尸，與 水平桿夫角為白）,其中拉力晶水平分蚩尸cos。提供小球在水平面的畋月速國周造就的向心力，F(xiàn) cos = mrd?1 聯(lián)至秤F =皿/J*兩球質(zhì)量m相同，套在同一水平桿 MN,角速度 3時刻相同，當(dāng)兩根細(xì)線拉直時，轉(zhuǎn)動的半徑之比恒為2:1 ,即ab,可知細(xì)線所受拉力 F的大小只與半徑r有關(guān)，r越大，受力越大，即連接 A球的AC線受力大，而 AG