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）、轉動半徑減?。ㄆ嚰鞭D彎時沖出軌道）、角速度或轉速增大（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、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

2、用范例較少，最常見的近心運動的應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)象是利用了物體產生離心運動A.離心水泵工作時B.車轉彎時要限制速度C.公路彎道的轉彎半徑設計得很大D.轉速很高的砂輪半徑不能做得太大【參考答案】A2【詳細解析】離心水泵工作就是應用了水的離心運動，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 ,所以轉速很高的砂輪所需的向心力就大， r轉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【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，汽車可以轉彎B.化學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速，可以使衣服甩得更干D.火車轉彎時需要的向心力

4、由司機轉動方向盤的力提供【答案】BC【解析】汽車在水平路而上轉彎時所需螭向心力由靜母攥力舞供，若沒密摩擦力，則纜車不能轉若，A 錯課:用離心沉建器分離楠履是應用離心運動，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共軸轉動，角忍星相等，半徑也相等，根據公式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。【易錯警示】本題要特備注意不應選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入大氣層，開始做靠近地球的近心運動，產生這一結果的原因是A.由于太空垃圾受到地球的引力減小而導致的近心運動B.由于太空垃圾受到地球的引力增大而導致的近心運動C.由于太空垃圾受到空氣阻力而導致的近心運動D.地球引力提供了太空垃圾做圓周運動所需的向心力，故產生近心運動的結果與空氣阻力無關【答案】C【解析】根據物體簿圓局運動的卻識可加，天悻檄團周運動同樣需要向心力，而充當間用力的是天作之 間的萬壽引力，太空熔城的囪

9、7力來源正地球對它的萬有引力，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，在勻速轉動的水平盤上，沿半徑方向放著用細線相連的、質量相等的兩個物體A和B,它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當圓盤轉速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，燒斷細線，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【參考答案】BD【詳細解析】當圓盤轉

10、速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，A物體靠細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，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狀態(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?！久麕燑c睛】解此類題的關鍵是受力分析，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。.用一根細線一端系一小球（可視為質點），另一端固定在一光滑錐頂上，如圖所示，設小球在水平面內做勻速圓周運

11、動的角速度為3,細線的張力為 Ft,則Ft隨3 2變化的圖象是圖中的【答案】C【解析】設整式為上.雒而與蟹魚才向臭國為也當m=0/，小珠哥止，受重力也小JL持力N樂繩的 拉力反而干樹，尸產足吟舁0, AB錯琨0增大時.尸I燧大，并減小，當種0時.麗如履為研.當wso 時，由牛場第二定律替尸血總派8 乜疝1仇產西OS8力1疝 4瞄.解修產1=加2工端1招+館83日：當0時，小球離開鑿，堤與蟹直方向夾角更大,設為由 由牛頓第二定律禱尸惇in住/上血產，拼以 尸廣加守，此時圖琳的反向挺長線經過原點，C正瑜，D蜻誤.二:隹習幡螺.港立陽案1.在人們經常見到的以下現(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.在雨中轉動一下傘柄，傘面上的雨水會很快地沿傘面運動，到達邊緣后雨水將沿切線方向飛出C.滿載黃沙或石子的卡車，在急轉彎時，部分黃沙或石子會被甩出D.舞蹈演員在表演旋轉動作時，裙子會張開.如圖是摩托車比賽轉彎時的情形。轉彎處路面常是外高內低，摩托車轉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、乙兩水平網盤緊靠在一塊，甲網盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉動且無滑動。甲網盤與乙網盤的半徑之比為 3:1，小物體m、mi和兩網盤間的動摩擦因數(shù)相同，m到甲網盤中心 O點的距離為2r,四到乙網盤中心 O點的距離為r,當甲緩慢轉動起來且轉速緩慢增大時甲乙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.隨轉速緩慢增大，m先開始滑動D.隨轉速緩慢增大，田先開始滑動.如圖所

14、示，粗糙水平圓盤上，質量相等的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三個物體放在旋轉圓臺上，都沒有滑動。它們由相同材料制成，A的質量為2項B、C的質量為m,如果OA=OB=ROC=2R當圓臺旋轉時，下述結論中正確的是C的向心加速度最大B受到的靜摩擦力最小C.當圓臺旋轉速度增加時，C比A先開始滑動D.當圓臺旋轉速度增加時，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線系于豎直桿上，它隨桿轉動，若轉動角速度

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為豎直轉軸，MN為固定在OO的水平光滑桿，有兩個質量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AG BC為抗拉能力相同的兩根細線，C端固定在轉軸 OO上。當線拉直時， A、B兩球的轉動半徑之比恒為2:1 ,當轉軸角速度增大時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，水平轉臺上有一質量為m的物塊，用長為l的輕質細繩將物塊連接在轉軸上，細繩與豎直1轉軸的夾角0=30 ,此時繩伸直但

16、無張力，物塊與轉臺間的動摩擦因數(shù)科=-，最大靜摩擦力等于滑3動摩擦力，物塊隨轉臺由靜止開始緩慢加速轉動，角速度為 3,重力加速度為 g,則A.當3=居時，細繩的拉力為 0B.當3=39時，物塊與轉臺間的摩擦力為0，41C.當3= J42時，細繩的拉力大小為 mg 二 313D.當3=任 時,細繩的拉力大小為 1mgR=90 m的大圓弧（ 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新課標全國I卷）如圖，兩個質量均為m的小木塊a和b （可視為質點）放在水平圓盤上，a與轉軸OO的距離為l , b與轉軸的距離為 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軸緩慢地加速轉動，用表示圓盤轉動的角速度，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的水平轉臺上，轉臺轉軸與過陶罐球心 O的對稱軸OO重合。轉臺以一定角速度 3勻速轉動，一質量為 m的小物塊落入 陶罐內，經過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉動且相對罐壁靜止，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*兩球質量m相同，套在同一水平桿 MN,角速度 3時刻相同，當兩根細線拉直時，轉動的半徑之比恒為2:1 ,即ab,可知細線所受拉力 F的大小只與半徑r有關，r越大，受力越大，即連接 A球的AC線受力大，而 AG