(共35张PPT)
第六章 圆周运动
2．向心力
第2课时 实验：探究向心力大小的表达式
实验
目标 1．探究向心力大小与质量、半径、角速度的关系。
2．学会用控制变量法探究物理规律。
必备知识·自主预习储备
01
关键能力·情境探究达成
02
类型一 实验原理与操作
类型二 数据处理和误差分析
类型三 创新实验设计
类型一 实验原理与操作
【典例1】 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是________。
A．控制变量法 B．累积法
C．微元法 D．放大法
[解析] 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，要采用控制变量法探究。故正确选项为A。
√
(2)图示情景正在探究的是________。
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系
D．向心力的大小与物体质量的关系
[解析] 实验中，两小球的种类不同，故是保持两小球的转动半径、转动的角速度相同，探究向心力的大小跟物体质量的定量关系。故正确选项为D。
√
(3)通过本实验可以得到的结论是______。
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
[解析] 两小球的转动半径、转动的角速度相同，探究向心力的大小跟物体质量成正比。故正确选项为C。
√
类型二 数据处理和误差分析
【典例2】 如图所示，图甲为“利用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为其俯视图。图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时，
(1)两槽转动的角速度ωA________ωB(选填“＞”“＝”或“＜”)。
[解析] 因a、b两轮通过皮带相连，且a、b两轮半径相同，故两轮角速度相同；而A、B槽分别与a、b轮同轴固定，故两槽的角速度分别与两轮的角速度相等，综上可知两槽转动的角速度相等，即ωA＝ωB。
＝
(2)现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，则钢球1、2的线速度之比为________；当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为______时，向心力公式F＝mω2r得到验证。
[解析] 钢球1、2的角速度相同，做匀速圆周运动的半径之比为2∶1，根据v＝ωr可知，钢球1、2的线速度之比为2∶1；根据向心力公式F＝mω2r可知，钢球1、2受到的向心力之比为2∶1，则当它们各自对应的标尺露出的格数之比为2∶1时，向心力公式F＝mω2r得到验证。
2∶1
2∶1
类型三 创新实验设计
【典例3】 某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器材上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为________。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知，曲线①对应的砝码质量________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
[解析] 若保持角速度和半径都不变，由向心力公式F＝mω2r可知，质量大的物体需要的向心力大，所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
小于
学习效果·随堂评估自测
03
1．航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。
1
2
3
4
5
(1)实验时需要测量的物理量是_____________________________________________________。
(2)待测物体质量的表达式为m＝________。
1
2
3
4
5
弹簧测力计示数F、圆周运动的半径
R、圆周运动的周期T
2．如图所示是探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，小球对挡板的反作用力通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格
显示出两个小球所受向心力的比值。那么：
1
2
3
4
5
(1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法正确的是________。
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不相等的情况下，用质量不同的小球做实验
D．在小球运动半径不相等的情况下，用质量相同的小球做实验
1
2
3
4
5
[解析] 根据F＝mrω2知，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和运动半径不变，所以A正确，B、C、D错误。
√
(2)在该实验中应用了____________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
1
2
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4
5
[解析] 由前面分析可以知道该实验采用的是控制变量法。
控制变量法
(3)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为________。
1
2
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4
5
[解析] 由题可知左、右小球做圆周运动的半径之比为2∶1，做圆周运动的向心力之比为1∶2，且两小球质量相等，根据F＝mrω2可得左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为1∶2。
1∶2
3．利用如图实验装置可验证做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移动水平圆盘，当圆盘与球恰好相切时关闭电动机，让小球停止运动，悬线处于伸直状态。利用弹簧测力计水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力F的大小。
1
2
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4
5
(1)(多选)为算出小球做匀速圆周运动时所需的向心力，下列物理量还应该测出的有________；
A．用停表测出小球做匀速圆周运动的周期T
B．用刻度尺测出小球做匀速圆周运动的半径r
C．用刻度尺测出小球到线的悬点的竖直高度h
D．用天平测出小球质量m
1
2
3
4
5
√
√
√
(2)小球做匀速圆周运动时，所受重力与悬线拉力的合力大小________弹簧测力计测出的F大小(选填“大于”“等于”或“小于”)；
1
2
3
4
5
[解析] 据题意，小球静止时，F等于悬线拉力的水平分力，即有F＝mg tan θ，θ是悬线与竖直方向的夹角，小球做匀速圆周运动时，由重力与悬线拉力的合力提供向心力，重力与悬线拉力的合力大小F合＝mg tan θ，则F合＝F。
等于
(3)当所测物理量满足__________关系式时，则做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”平衡。
1
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3
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5
4．如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
1
2
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(1)该同学采用的实验方法为________。
A．等效替代法 B．控制变量法
C．理想化模型法 D．比值法
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5
[解析] 实验中研究向心力和线速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法是控制变量法，故B项正确。
√
(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示：
1
2
3
4
5
F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
v/(m·s-1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
v2/(m2·s-2) 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00
见解析
0.18
1
2
3
4
5
5．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使小钢球静止时刚好位于圆心。用手带动小钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆做圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。
1
2
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5
(1)用停表记录小钢球运动n圈的总时间为t，那么小钢球做圆周运动中需要的向心力表达式为Fn＝________。
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3
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(2)通过刻度尺测得小钢球轨道平面距悬点的高度为h，那么小钢球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为Fn＝________。
1
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5
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第六章 圆周运动
3．向心加速度
学习
任务 1．理解向心加速度的概念，知道向心加速度的大小和方向。
2．知道向心加速度和线速度、角速度的关系式，并能进行相关计算。
3．能够运用向心加速度公式求解有关问题。
关键能力·情境探究达成
01
知识点一 匀速圆周运动的加速度方向
知识点二 匀速圆周运动的加速度大小
1．向心加速度定义：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向____，我们把它叫作向心加速度。
2．向心加速度方向：总沿半径指向____，并且与线速度方向____。
3．向心加速度的物理意义：描述线速度方向改变快慢的物理量。
知识点一 匀速圆周运动的加速度方向
圆心
圆心
垂直
如图所示为游乐设施旋转飞车的示意图，旋转飞车的运动可以看作匀速圆周运动。
【问题】
(1)飞车做匀速圆周运动时，飞车受几个力？合力的方向如何？
(2)合力产生的加速度就是向心加速度吗？
(3)当飞车加速旋转过程中，合力产生的加速度就是向心加速度吗？
(4)圆周运动的加速度方向一定指向圆心吗？
提示：(1)在匀速圆周运动中，飞车受两个力，重力和绳子的拉力，合力指向做圆周运动的圆心。
(2)合力产生的加速度就是向心加速度，加速度方向一定指向圆心。
(3)飞车加速旋转过程中，合力产生的加速度不是向心加速度。
(4)匀速圆周运动的加速度方向一定指向圆心，非匀速圆周运动的加速度方向不指向圆心。
1．向心加速度的物理意义
向心加速度只表示线速度方向变化的快慢，不表示线速度大小变化的快慢。
2．向心加速度方向特点
(1)指向圆心：无论匀速圆周运动，还是变速圆周运动，向心加速度的方向都指向圆心，或者说与线速度的方向垂直。
(2)时刻改变：无论向心加速度的大小是否变化，向心加速度的方向随线速度方向的改变而改变。所以一切圆周运动都是变加速曲线运动。
3．非匀速圆周运动的加速度
对于非匀速圆周运动，如图所示。
(1)物体加速度的方向不再指向圆心。
(2)其中一个分加速度的方向指向圆心，为向心加速度，其作用仍然是改变速度的方向。
(3)另一个分加速度改变速度的大小。
√
[跟进训练]
1．下列关于向心加速度的说法中正确的是( )
A．向心加速度的方向始终指向圆心
B．向心加速度的方向保持不变
C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的
D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化
A [向心加速度的方向时刻指向圆心，A正确；向心加速度的大小不变，方向时刻指向圆心，不断变化，故B、C、D错误。]
√
知识点二 匀速圆周运动的加速度大小
ω2r
如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，RC＞RA＞RB。A、B、C是它们边缘上的三个点，请思考：
【问题】
(1)哪两个点的向心加速度与半径成正比？
(2)哪两个点的向心加速度与半径成反比？
(3)如何比较A点和C点的向心加速度大小？
提示：(1)B、C两个点同轴转动，它们的角速度相同，向心加速度与半径成正比。
(2)A、B两个点的线速度大小相等，向心加速度与半径成反比。
(3)根据A、B两点线速度大小相等，可知aB＞aA，再根据B、C两点角速度相等，可知aC＞aB，故aC＞aA。
1．向心加速度的几种表达式
2．向心加速度的大小与半径的关系
(1)当半径一定时，向心加速度的大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比。随频率的增大或周期的减小而增大。
(2)当角速度一定时，向心加速度的大小与运动半径成正比。
(3)当线速度一定时，向心加速度的大小与运动半径成反比。
(4)an与r的关系图像：如图所示，由an-r图像可以看出，an与r成正比还是反比，要看ω恒定还是v恒定。
[答案] 4 m/s2 24 m/s2
[跟进训练]
2．(多选)如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度a的大小随半径r变化的图像，其中A为反比例函数图像的一个分支，由图可知( )
A．A物体运动的线速度大小不变
B．A物体运动的角速度不变
C．B物体运动的角速度不变
D．B物体运动的线速度大小不变
√
√
3．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为9∶4，转动周期之比为3∶4，则它们的向心加速度大小之比为( )
A．1∶4 B．4∶1
C．4∶9 D．9∶4
√
学习效果·随堂评估自测
02
C [向心加速度与速度垂直，是描述物体运动方向变化快慢的物理量，故A错误，C正确；匀速圆周运动的向心加速度大小不变、方向时刻改变，是变化的，故B错误；根据an＝ω2r可知，角速度一定时，轨道半径越大，向心加速度越大，故D错误。]
1．关于向心加速度，下列说法正确的是( )
A．向心加速度是描述物体速率变化快慢的物理量
B．匀速圆周运动的向心加速度恒定不变
C．向心加速度是描述物体运动方向变化快慢的物理量
D．向心加速度随着轨道半径的增大而减小
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√
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√
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2
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3．如图所示，半径为R的圆盘绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动，在距轴为r处有一竖直杆，杆上用长为L的细线悬挂一小球。当圆盘以角速度ω匀速转动时，小球也以同样的角速度做匀速圆周运动，这时细线与竖直方向的夹角为θ，则小球的向心加速度大小为( )
A．ω2R
B．ω2r
C．ω2L sin θ
D．ω2(r＋L sin θ)
1
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4
√
D [小球运动的轨迹是水平面内的圆，如题图中虚线所示，其圆心是水平面与转轴OO′的交点，所以圆周运动的半径为r＋L sin θ，由an＝rω2，可知其加速度大小为ω2(r＋L sin θ)，选项D正确。]
1
2
3
4
4．A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30 r/min，B的转速为15 r/min。则两球的向心加速度之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶1 D．8∶1
1
2
3
4
√
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．圆周运动的加速度一定指向圆心吗？
提示：不一定，只有匀速圆周运动的加速度才指向圆心。
2．向心加速度的物理意义是什么？
提示：反映线速度方向变化快慢。
3．向心加速度表达式有哪些？
阅读材料·拓展物理视野
03
旋转的足球——香蕉球
喜欢足球的人肯定知道“香蕉球”，即运动员踢出的足球在行进中绕过“人墙”转弯进入球门，其轨迹如图甲所示。运动员踢出足球时，一方面使它向前运动，另一方面又使它绕轴旋转。设旋转方向和前进方向如图乙(a)所示，若自上向下看，如图乙(b)，由于足球的自转，足球表面附近有一层空气被足球带动做同一旋向的转动，造成足球A、B两侧附近空气相对于足球的速度不相等，A侧附近空气的流速大于B侧附近空气的流速。根据流体的速度与压强的关系可知，空气对足球 B 侧的压强大于对A侧的压强，从而使足球的 A、B 两侧形成一个压力差，其合力F的方向由 B 指向 A，正是这个压力差，使足球偏离了原来的运动方向，在空中划出一条
形如香蕉的轨迹。
(1)图乙(a)中的a、b两点相同的物理量是什么？
(2)a、b两点的向心加速度哪个大？
提示：(1)相同的角速度。(2)b点向心加速度大。(共49张PPT)
第六章 圆周运动
1．圆周运动
学习
任务 1．掌握线速度的定义式，知道圆周运动线速度大小、方向的特点，知道什么是匀速圆周运动。
2．掌握角速度的定义式和单位，知道角速度与线速度的关系。
3．知道周期、转速的概念，掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。
关键能力·情境探究达成
01
知识点一 描述圆周运动的物理量及其关系
知识点二 常见三种传动方式
知识点三 圆周运动的周期性和多解问题
1．圆周运动：我们把轨迹为____或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。
知识点一 描述圆周运动的物理量及其关系
圆周
切线方向
运动快慢
处处相等
变化
变速
角度
时间
rad/s
rad·s-1
转动的快慢
不变
4．周期
(1)周期：做匀速圆周运动的物体，转过____所用的时间，符号用__表示，单位是秒(s)。
(2)转速：物体转动的____与所用时间之比，常用符号n表示，单位为转每秒(r/s)或转每分(r/min)。
5．线速度与角速度的关系
(1)两者关系：在圆周运动中，线速度的大小等于角速度大小与半径的____。
(2)关系式：v＝____。
一周
T
圈数
乘积
ωr
月球绕地球运动，地球绕太阳运动，这两个运动都可看成是圆周运动，怎样比较这两个圆周运动的快慢？请看下面地球和月球的“对话”。地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79 km，你绕我运动1 s才走1.02 km。月球说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你转一圈，到底谁转得慢？
【问题】
(1)请评价地球和月球的两种说法。
(2)通过地球和月球的对话，判断到底谁的线速度大？
(3)月球运动的轨道半径大约为3.8×105 km，地球运动的轨道半径大约为1.5×108 km，是否线速度大就说明物体转动得快？
提示：(1)描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期，只用其中一个物理量无法准确描述圆周运动的快慢。地球和月球因为描述圆周运动快慢的标准不同，所以地球和月球的说法都是片面的。
(2)从线速度的定义可以看出地球的线速度v1＝29.79 km/s，月球的线速度v2＝1.02 km/s，故地球的线速度大。
1．描述圆周运动的各物理量之间的关系
√
[跟进训练]
1．如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中( )
A．笔尖的速率不变
B．笔尖做的是匀速运动
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．两相同时间内转过的角度不同
√
A [由线速度定义知，匀速圆周运动的速度大小不变，也就是速率不变，但速度的方向时刻改变，故A正确，B错误；做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等，但位移还要考虑方向，C错误；两相同时间内转过的角度相同，D错误。]
√
如图为两种传动装置的模型图。
知识点二 常见三种传动方式
【问题】
(1)甲图为皮带传动装置，A、B两点线速度大小有什么关系？
(2)能否根据A、B两点的线速度分析角速度关系？
(3)乙图为同轴传动装置，试分析C、D两点的角速度及线速度关系。
提示：(1)皮带传动时，在相同的时间内，A、B两点通过的弧长相等，所以两点的线速度大小相等。
(2)能，根据v＝ωr，当v一定时，角速度与半径成反比，半径大的角速度小。
(3)同轴传动时，在相同的时间内，C、D两点转过的角度相等，所以这两点的角速度相同，又因为v＝ωr，当ω一定时，线速度与半径成正比，半径大的线速度大，故D点线速度大。
1．三种传动装置
方式 同轴传动 皮带传动 齿轮传动
装置 A、B两点在同轴的一个圆盘上
两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点(两齿轮的齿数分别为n1、n2)
方式 同轴传动 皮带传动 齿轮传动
特点 角速度、周期相等 线速度大小相等 线速度大小相等
转动方向 相同 相同 相反
规律
【典例2】 常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。如图是一种皮带传动装置示意图，A、B两点分别是两轮轮缘上的点，C是O2B连线的中点，大轮与小轮的半径之比为2∶1。若皮带不打滑，试分别求出A、B、C这三个点的线速度、角速度和周期的比例关系。
[思路点拨] 皮带不打滑，所以两轮轮缘上和皮带接触的A、B两点具有大小相等的线速度。又因为B、C在同一个转轮上绕同一轴转动，所以B、C两点具有相同的角速度。
[答案] 见解析
规律方法 解决传动问题的两个关键点
(1)绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等，而各点的线速度v与半径r成正比。
(2)在皮带不打滑的情况下，和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度ω与半径r成反比。
[跟进训练]
3．(多选)如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水。P、Q是饮水鸟上两点，且rOP >rOQ，则在摆动过程中( )
A．P点的线速度小于Q点的线速度
B．P点的角速度等于Q点的角速度
C．P点转动的周期大于Q点转动的周期
D．P、Q两点的线速度方向相反
√
√
BD [鸟绕着O点不停摆动，P、Q是饮水鸟上两点，属于同轴转动，根据同轴转动角速度相等知P、Q两点的角速度大小相同，P、Q两点转动的周期也相同，故B正确，C错误；P、Q两点的角速度大小相等，P点绕O点转动的半径大，根据v＝ωr知，P点的线速度较大，故A错误；P、Q在O点两端，两点的线速度均与杆垂直，方向相反，故D正确。]
4．(2022·广东深圳二中月考)如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮。A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在各轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是( )
A．va＝2vb B．ωa＝2ωc
C．ωd＝ωc D．vb＝2vc
√
D [由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相等，所以va＝vb，故A错误；a、c两点同轴转动，角速度相等，所以ωa＝ωc，故B错误；根据v＝ωR可得，ωa RA＝ωb RB，则ωa∶ωb＝RB∶RA＝1∶2，即ωb＝2ωa，a、c两点角速度相等，b、d两点角速度相等，所以ωd＝2ωc，故C错误；由于ωa＝ωc，Ra＝2Rc，故va∶vc＝2∶1，即va＝2vc，又va＝vb，所以vb＝2vc，故D正确。]
知识点三 圆周运动的周期性和多解问题
1．问题特点
(1)研究对象：匀速圆周运动的多解问题含有两个做不同运动的物体。
(2)运动特点：一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他形式的运动(如平抛运动，匀速直线运动等)。
(3)运动的关系：由于两物体运动的时间相等，根据等时性建立等式求解待求物理量。
2．分析技巧
(1)抓住联系点：明确题中两个物体的运动性质，抓住两运动的联系点。
(2)先特殊后一般：先考虑第一个周期的情况，再根据运动的周期性，考虑多个周期时的规律。
√
[思路点拨] 圆周运动是一种周期性运动，每经过一个周期物体都会回到原来的位置，本题中飞镖恰好击中A点说明在飞镖做平抛运动的这段时间内圆盘应转过的弧度为(2n＋1)π(n＝0，1，2，3，…)。飞镖的水平位移为L，竖直位移为d，根据圆周运动和平抛运动的相关知识求解。
规律方法 解决圆周运动多解问题的方法
(1)明确两个物体参与运动的性质和求解的问题，两个物体参与的两个运动虽然独立进行，但一定有联系点，其联系点一般是时间或位移等，抓住两运动的联系点是解题关键。
(2)注意圆周运动的周期性造成的多解。分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况，再根据运动的周期性，在转过的角度θ上再加上2nπ，具体n的取值应视情况而定。
√
学习效果·随堂评估自测
02
1．(多选)(2022·安阳市第三十六中学期中考试)以下关于匀速圆周运动的说法中正确的是 ( )
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是变速运动
C．匀速圆周运动的线速度不变
D．匀速圆周运动的角速度不变
BD [匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速运动，A、C错误，B正确；匀速圆周运动中角速度不变，D正确。]
1
2
3
4
√
√
1
2
3
4
√
3．如图所示为某型号汽车无极变速器工作原理简化图。主动带轮和被动带轮均有若干同轴轮组成，金属带不打滑，车轮与被动带轮一侧的输出轴同轴，甲、乙、丙三图所示为变速器的三个工作挡位，若主动轮转速恒定不变，车轮与路面之间不打滑，则下列说法正确的是( )
1
2
3
4
A．甲图所示挡位，车速最快
B．乙图所示挡位，车速最快
C．丙图所示挡位，车速最快
D．甲、乙、丙三图所示挡位车速从大到小
顺序为甲、丙、乙
√
1
2
3
4
4．水平放置的圆筒绕其中心对称轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝2.5π rad/s，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R＝2 m；如图所示，圆孔正上方某高度h处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径，试通过计算求小球恰好落入圆筒小孔时，释放小球的高度h(空气阻力不计，g取10 m/s2)。
1
2
3
4
1
2
3
4
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．描述匀速圆周运动的物理量有哪些？
提示：线速度、角速度、周期、转速。
2．线速度、角速度、周期和半径满足什么关系？
提示：不对，应用控制变量法进行讨论。(共43张PPT)
第六章 圆周运动
2．向心力
第1课时 向心力
学习
任务 1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义。
2．知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。
3．知道在变速圆周运动中，可利用公式求质点在某一点的向心力。
关键能力·情境探究达成
01
知识点一 向心力
知识点二 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
1．定义
做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向____，这个指向圆心的力叫作向心力。
2．方向
向心力的方向始终沿半径指向____。
3．公式：Fn＝________或者Fn＝______。
知识点一 向心力
圆心
圆心
mω2r
4．效果力
向心力是根据力的________来命名的，凡是由某个力或者几个力的合力提供物体做匀速圆周运动的力，不管属于哪种性质，都是向心力。
作用效果
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，分析秋千由上向下的过程(不考虑空气阻力)。
【问题】
(1)此时小朋友和秋千板做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？
(2)小朋友与秋千板整体受哪几个力的作用？
(3)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？
提示：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。
(2)受重力和绳子的拉力。
(3)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点。
2．常见的几个实例分析
实例分析 图例 向心力来源
在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未发生滑动
弹力提供向心力
用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动
绳的拉力(弹力)提供向心力
实例分析 图例 向心力来源
物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止 静摩擦力提供向心力
用细绳拴住小球在竖直平面内做圆周运动，当小球经过最低点时 拉力和重力的合力提供向心力
小球在细绳作用下，在水平面内做匀速圆周运动时
绳的拉力的水平分力(或拉力与重力的合力)提供向心力
角度1 向心力的理解
【典例1】 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动。关于小强的受力，下列说法正确的是( )
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持
力充当向心力
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力
D．若圆盘的转速变小时，小强在P点受到的摩擦力不变
√
[思路点拨] 本题可按以下思路进行分析：
(1)对小强进行受力分析；
(2)分析向心力由什么力提供；
(3)根据公式，明确向心力与转速的关系。
C [由于小强随圆盘做匀速圆周运动，所以一定需要向心力，且该力一定指向圆心方向，而重力和支持力均在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此小强会受到静摩擦力的作用，且静摩擦力充当向心力，选项A、B错误，C正确；由于小强随圆盘转动，半径不变，当圆盘的转速变小时，由F＝m(2πn)2r可知，所需向心力变小，受到的静摩擦力变小，选项D错误。]
角度2 向心力的计算
【典例2】 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示。长为L的钢绳一端系着质量为m的座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，重力加速度为g，求：
(1)转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系；
(2)此时钢绳的拉力。
[解析] (1)转盘转动的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径R＝r＋L sin θ ①
对座椅受力分析，如图所示。
规律方法 匀速圆周运动中力学问题的解题步骤
(1)明确研究对象，确定物体在哪个平面内做匀速圆周运动，明确圆心和半径r。
(2)对研究对象进行受力分析，明确向心力是由什么力提供的。
(3)确定v、ω、T、n等物理量中哪些是已知的，选择合适的公式列式求解。
(4)根据F合＝F向列方程，求解。
[跟进训练]
1．如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供( )
A．重力
B．支持力
C．重力和支持力的合力
D．重力、支持力和摩擦力的合力
C [小球受到竖直向下的重力作用和垂直于漏斗壁斜向上的支持力作用，两者的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，选项C正确。]
√
√
1．变速圆周运动的合力
变速圆周运动所受合外力并不严格指向运动轨迹的____。合外力一般产生两个方面的效果：
(1)跟圆周相切的分力Ft，此分力与物体运动的速度在一条直线上，改变物体速度的____。
(2)指向圆心的分力Fn，此分力提供物体做圆周运动所需的______，改变物体速度的____。
知识点二 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
圆心
大小
向心力
方向
2．一般的曲线运动
(1)定义：运动轨迹既不是____也不是____的曲线运动，称为一般的曲线运动，如图所示。
(2)处理方法：将曲线分割为许多很短的小段，这样，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
直线
圆周
如图所示，链球运动员投掷时可以通过抡绳子来调节链球速度的大小。
【问题】
(1)抡绳子来调节链球速度的过程中，链球受几个力的作用？
(2)抡绳子来调节链球速度的过程中，绳子能拉成水平状态吗？
(3)向心力可以改变速度的大小吗？是什么原因调整的速度呢？
提示：(1)链球受重力和绳子拉力作用。
(2)因为受重力作用，绳子不可能拉成水平状态。
(3)不能。物体做变速圆周运动，物体所受的合力不指向圆心时，切向力Ft(垂直半径方向的分力)，改变速度的大小；
向心力Fn(沿着半径或指向圆心的分力)，改变
速度的方向(如图所示)。
1．变速圆周运动
(1)受力特点：变速圆周运动中合力不指向圆心，合力F产生改变线速度大小和方向的两个作用效果。
2．一般的曲线运动
曲线轨迹上每一小段看成圆周运动的一部分，在分析其速度大小与合力关系时，可采用圆周运动的分析方法来处理。
(1)合力方向与速度方向夹角为锐角时，力为动力，速率越来越大。
(2)合力方向与速度方向夹角为钝角时，力为阻力，速率越来越小。
√
[思路点拨] 物体在轨迹最高点以某一曲率半径做圆周运动的向心力由重力提供，列出表达式进行求解。
√
D [物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力使物体速率变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向间的夹角为锐角，合力方向与速度方向不垂直，B、C错误，D正确。]
学习效果·随堂评估自测
02
1．汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是( )
A．汽车处于平衡状态
B．汽车的向心力由重力和支持力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供
D．汽车的向心力由支持力提供
1
2
3
4
√
C [汽车转弯时做匀速圆周运动，运动状态不断变化，所以不是处于平衡状态，故A错误；汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在水平方向的摩擦力，故B、D错误，C正确。]
1
2
3
4
2．如图所示，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一橡皮块，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是( )
1
2
3
4
A B C D
√
C [因为圆盘转速不断增大，所以橡皮块将随圆盘一起做加速圆周运动，此时摩擦力Ff既要提供指向圆心的向心力，又要提供与运动方向相同的切向力，所以合力方向应该指向轨道内侧且与速度方向成锐角，故C项正确。]
1
2
3
4
3．(多选)用细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是( )
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的
合力
C．向心力的大小可以表示为Fn＝mrω2，也可以表示
为Fn＝mg tan θ
D．小球所受合力为恒力
1
2
3
4
√
√
BC [小球受重力和绳子拉力作用，合力提供向心力，因为向心力是效果力，并不是实际受力，A错误，B正确；根据向心力方程可知Fn＝mrω2，根据受力分析也可得到Fn＝mg tan θ，C正确；小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，D错误。]
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．向心力的特点是什么？
提示：向心力的方向始终指向圆心，向心力的作用效果用来改变速度的方向。
2．向心力一定是合外力吗？
提示：不一定，匀速圆周运动的向心力是合外力。
3．向心力的大小和哪些因素有关？
提示：与物体的质量、线速度、运动半径有关。(共61张PPT)
第六章 圆周运动
4．生活中的圆周运动
学习
任务 1．能定性分析铁路弯道处外轨比内轨高的原因。
2．能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点时对桥的压力。
3．了解航天器中的失重现象及其产生原因。
4．知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。
关键能力·情境探究达成
01
知识点一 火车转弯
知识点二 汽车过桥 航天器中的失重现象
知识点三 离心运动
1．火车在弯道上的运动特点
火车在弯道上运动时实际上在做________，因而具有____加速度，由于其质量巨大，需要很大的向心力。
知识点一 火车转弯
圆周运动
向心
(2)若铁路弯道外轨略高于内轨，根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度，适当调整内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由________和__________的合力提供，从而减轻外轨与轮缘的挤压。
2．火车转弯时向心力的来源分析
(1)若铁路弯道内外轨一样高，火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，火车的向心力由外轨对车轮轮缘的____提供(如图所示)，由于火车的质量很大，转弯所需的向心力很大，铁轨和车轮极易受损。
弹力
重力mg
支持力FN
火车拐弯时运动轨迹为一段圆弧，火车在铁轨上转弯可以看成是匀速圆周运动，如图所示，请思考下列问题：
【问题】
(1)火车转弯处的铁轨有什么特点？
(2)火车按照规定速度转弯时向心力来源？
(3)火车转弯时速度过大或过小，会对哪侧轨道有侧压力？
提示：(1)火车转弯处，外轨高于内轨。
(2)重力G与支持力FN的合力F提供火车转弯的向心力，如图所示。
(3)火车转弯时速度过大会对轨道外侧有压力，速度过小会对轨道内侧有压力。
1．圆周平面的特点：弯道处外轨高于内轨，但火车在行驶过程中，重心高度不变，即火车的重心轨迹在同一水平面内，火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。
【典例1】 有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m。( g取10 m/s2)
(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；
(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值。
[思路点拨] 第(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力。
第(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力。
[答案] (1)1×105 N (2)0.1
[母题变式]
上例中，要提高火车的速度为108 km/h，则火车要想安全通过弯道需要如何改进铁轨？
规律方法 火车转弯问题的两点注意
(1)合力的方向：火车转弯时，火车所受合力沿水平方向指向圆心，而不是沿轨道斜面向下。
(2)受力分析：火车转弯速率大于或小于规定速率时，火车受到三个力的作用，即重力、轨道的支持力和外轨或内轨对火车的侧向挤压力，侧向挤压力的方向沿轨道平面向里或向外，合力沿水平面指向圆心。
[跟进训练]
1．(2022·广东兴宁一中期中)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转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。为了提高转弯的规定速度，仅改变一个量，下列可行的措施是( )
A．减小火车质量 B．增大铁轨与车轮间的摩擦
C．减小转弯半径 D．增大轨道倾角
√
1．汽车过桥
知识点二 汽车过桥 航天器中的失重现象
项目 汽车过拱形桥 汽车过凹形桥
受力分析
向心力
mg－FN
FN－mg
项目 汽车过拱形桥 汽车过凹形桥
对桥的压力 FN′＝__________ FN′＝__________
结论 汽车对桥的压力小于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力____ 汽车对桥的压力大于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力____
越小
越大
地球引力
飞船座舱对他的支持力
mg－FN
完全失重
用两根铁丝弯成如图所示的凹凸桥。把一个小球放在凹桥底部A，调节两轨间的距离，使小球刚好不掉下去，但稍加一点压力，小球就会撑开两轨下落。
【问题】
(1)让小球从斜轨滚下，当小球经过凹桥底部时，你看到了什么？
(2)把凹桥下的搭钩扣上，并让小球在拱桥顶端B静止放置时，刚好能撑开两轨下落。然后，让小球再从斜轨滚下，当球经过凸桥顶端时，你又看到了什么？
(3)上述两种现象说明什么？
提示：(1)小球经过凹桥底部时，从两轨间掉了下来，对轨道的压力大于小球的重力。
(2)小球经过拱桥顶端时，没有掉下来，对轨道的压力小于小球的重力。
(3)小球在凹桥底部加速度方向向上，处于超重状态；小球在凸桥顶端加速度方向向下，处于失重状态。
1．汽车过拱形桥
汽车在拱形桥上运动，经过最高点时，汽车的重力与桥对汽车支持力的合力提供向心力。如图甲所示。
【典例2】 (2022·长治市第二中学高一期中)有一辆质量为600 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥。( g＝10 m/s2)
(1)汽车到达桥顶时速度为6 m/s，汽车对桥的压力是多大？
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空？
(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径R(R＝6 400 km)一样，汽车要在桥面上腾空，速度要多大？
[思路点拨] 解答本题应明确以下两点：
(1)汽车过凸形桥最高点时的受力特点。
(2)根据牛顿第二定律列方程求解。
规律方法 汽车过桥问题的解题步骤
(1)选取研究对象，确定轨道平面、圆心位置和轨道半径。
(2)正确分析研究对象的受力情况，明确向心力是按作用效果命名的力，在受力分析时不能列出，明确向心力的来源。
(3)根据平衡条件和牛顿运动定律列方程求解。
[跟进训练]
2．(多选)2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员在太空中随飞船一起做匀速圆周运动时，处于失重状态，下列说法正确的是( )
A．航天员仍受重力的作用
B．航天员受力不平衡
C．航天员所受重力等于所需的向心力
D．航天员不受重力的作用
√
√
√
ABC [失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象，太空中的航天员仍受重力的作用，且所受重力等于其做匀速圆周运动所需的向心力，故A、C正确，D错误；航天员随飞船做匀速圆周运动，处于非平衡状态，故B正确。]
√
知识点三 离心运动
1．定义：物体沿____方向飞出或做逐渐____圆心的运动。
2．原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的______。
3．离心运动的应用和防止
(1)应用：洗衣机的脱水筒，____________，医用离心分离机。
(2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶，转动的____、飞轮的转速不能太高。
切线
远离
向心力
离心制管技术
砂轮
链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出。汽车高速转弯时，若摩擦力不足，汽车会滑出路面。
【问题】
(1)链球飞出、汽车滑出路面的原因是因为受到了离心力吗？
(2)物体做离心运动的条件是什么？
(3)汽车水平转弯时，速度大小受哪些因素的影响？
1．离心运动的实质
离心现象的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线方向飞出去的倾向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用。从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来。
【典例3】 一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是( )
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、
摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N
C．汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2
√
[跟进训练]
4．(多选)在地面上，将水和油混合后，静置一段时间后水和油会出现分层现象，但在太空失重环境中，水和油始终呈现混合状态。2022年3月23日的太空授课中，叶光富老师通过“甩”的方式让封闭试管内的水油混合物绕手做圆周运动，也实现了油水分离。封闭试管做圆周运动时给油水混合物提供了一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与液体的质量及其到转轴距离成正比。当封闭试管由静止开始绕手旋转并不断增大转速的过程中，下列说法正确的是( )
A．水相对试管向内侧运动，油相对试管向外侧运动
B．水相对试管向外侧运动，油相对试管向内侧运动
C．转动时“模拟重力”产生的“模拟重力加速度”沿半径方向向外逐渐变大
D．转动时“模拟重力”产生的“模拟重力加速度”沿半径方向各处大小相同
√
√
BC [水的密度大于油的密度，则根据离心原理，水比油在相同的角速度和半径下需要的向心力更大，因此产生离心现象，水相对试管向外侧运动，油相对试管向内侧运动，故B正确，A错误；内外层液体的角速度相同，根据a＝ω2r可知，转动时“模拟重力”产生的“模拟重力加速度”沿半径方向向外逐渐变大，故C正确，D错误。]
学习效果·随堂评估自测
02
1．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则( )
A．衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服的重力提供
B．水会从脱水筒甩出是因为水滴受到的向心力很大
C．加快脱水筒转动角速度，衣服对筒壁的压力减小
D．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
1
2
3
4
√
D [衣服受到竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，重力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，故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，故衣服对筒壁的压力也增大，C错误；水会被甩出是因为衣服对水滴的附着力不足以提供其做圆周运动的向心力，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。]
1
2
3
4
2．(2022·北京顺义二中期中)在高速公路的拐弯处，通常路面外高内低。如图甲所示，在某路段汽车向右拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面高一些，汽车的运动可看作是半径为R的圆周运动。如图乙所示，设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，路面与水平面夹角为θ。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的侧向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )
1
2
3
4
√
1
2
3
4
1
2
3
4
√
1
2
3
4
√
1
2
3
4
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．对火车转弯要做哪些安全限制？
提示：速度、载重。
2．汽车过拱形桥的向心力来源是什么？
提示：重力和支持力的合力。
3．航天员在太空中处于什么状态？
提示：完全失重状态。
4．发生离心现象的原因是什么？
提示：向心力突然消失或物体所受合外力不足以提供所需的向心力。
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03
航天员的太空生活
由于人在太空中处于完全失重状态，生活环境与地球表面的生活环境迥然不同，因此，在太空中的衣、食、住、行也与地面不同，会带来许多惊险和奇趣。
一、住——密封座舱
密封座舱是载人航天器上最基本的也是最根本的生命设施。太空中的强辐射就像原子弹爆炸时所产生的辐射一样，会破坏人体的细胞组织；高速飞行的微流星体撞击，能置人于死地；人体暴露在高度真空中，不仅仅是缺氧窒息的问题，还可能导致体液沸腾而迅速死亡。密封座舱的舱壁，可以防止辐射和微流星体对人的伤害，座舱中的空气可以使人不受真空的伤害。
二、吃——太空食品
在航天器的密封座舱中进食既有乐趣，又有危险。可把食物和饮料悬在空中，用嘴一口一口咬或吸食，而双手仍然可以做其他事情。但食物碎渣会到处飘飞，易迷眼钻鼻，还会损坏仪器设备。因此，在早期的航天活动中，会将食物做成糊状，装在软管中，食用时，像挤牙膏一样往嘴里挤。现在的太空食品和进食方法已与地面上差不多了。食物稍带黏性就可以黏在盘子中不飞走，而盘子可以固定在餐桌上。
三、睡——睡袋
在航天器的密封座舱中睡觉特别方便，不管什么姿势，不管什么地方，都可以睡。但是，为了安全，应该钻进睡袋中，并将睡袋固定住，不然，睡袋到处飘飞，最后每个人都会挤到通风口，而当航天器加速或减速时，可能会被舱壁和仪器设备碰伤。除此之外还要带上眼罩和耳罩，以免快速交替的日夜节奏和仪器设备发出的声音影响睡眠。睡觉时手臂要放进睡袋中，以免被卷进机器或碰着仪器设备的开关。
四、衣——舱外活动航天服
舱外活动航天服不仅要具备密封座舱的全部功能，而且还要增加太空行走和通信设备，那就是航天服背部的喷气背包和通信背包。喷气背包可以向上、下、左、右、前、后六个方向喷气，航天员靠喷气的反作用力移动。在太空中，真空条件下不能传播声音，近在咫尺也要靠通信背包通信。
五、行
在航天器的密封座舱中行走非常省力和方便，只要碰一下任何物体，反作用力就可把人推到任意位置上。用四肢划动空气，产生的反作用力也会使人前进。
(1)太空中航天员是否受重力作用？
(2)站在太空舱内的航天员对接触面的压力是多大？
提示：(1)受重力。 (2)压力为零。
