2021年物理考点扫描微专题4.3 水平面内圆周运动的动力学问题（原卷版）.docx

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1、2021年考点扫描微专题专题4.3水平面内圆周运动的动力学问题目录【考点扫描】11．圆锥摆问题12．多绳圆锥摆问题13．圆锥筒问题24．圆碗问题25．火车转弯问题26．圆盘问题37．水平路面转弯问题38．深空人造重力问题3【典例分析】4【专题精练】6【考点扫描】1．圆锥摆问题受力分析运动分析正交分解x轴指向圆心列方程规律mgθlTmgθTlxyθx:Tsinθ=mω2lsinθy:Tcosθ=mgPQPQ求解：an=gtanθ①同角同向心加速度②同高同角速度③拉力T=mg/cosθ;T=mω2l2．多绳圆锥摆问题随角速度增大，两

2、绳的拉力如何变化？3．圆锥筒问题受力分析运动分析正交分解x轴指向圆心列方程求解规律mgθ(lFNθmgθ(lFNxyx:FNsinθ=mω2ry:FNcosθ=mgr=lcosθθ(A(B(an=gtanθ；；①同角同向心加速度an=gtanθ②角速度③线速度4．圆碗问题受力分析运动分析正交分解x轴指向心列方程求解规律mgθRFNmgFNθxyx:FNsinθ=mω2ry:FNcosθ=mgr=RsinθABCan=gtanθ;①同角同向心加速度（B和C）②同高同角速度（A和C）5．火车转弯问题特别注意：转弯的向心力是水平的在倾

3、斜轨道上转弯：①设计时速v：mgtanθ=mv2/R得：。因为θ角很小，所以tanθ=sinθ=h/l，则②若火车经过弯道时的速度 ，外轨将受到挤压。③若火车经过弯道时的速度 ，内轨将受到挤压。6．圆盘问题ABABABABABABf静=mω2rω临=与质量无关轻绳出现拉力临界ω1=;AB离心的临界：隔离A:T=μmAg；隔离B:T+μmBg=mBω22rB；隔离A:μmAg-T=mAω22rA；隔离B:T+μmBg=mBω22rB；隔离A:T-μmAg=mAω22rA；隔离B:T+μmBg=mBω22rB；整体：AB滑动ω临2=

4、（）①μA≥μB,ω临1=①ωmin=ω2Ofμmgω2OT出现T滑动ω2OfBμmBgμmAgAω2OfBμmBgμmAgA②μA<μB,ω临2=②ωmax=7．水平路面转弯问题（1）汽车在水平路面上转弯时，不能靠车身倾斜来实现。它所需要的向心力只能来自轮胎与路面之间的侧向摩擦力。（2）最大安全转弯速度vm：最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，根据μmg=mvm2/r，得vm=。（3）当速度小于vm时：侧向静摩擦力提供向心力，f=mvm2/r。8．深空人造重力问题根据弹力提供向心力可得：mg＝F＝mω2r，即g＝ω2r.【典例分析

5、】【例1】(2020·兰州质检)如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h(A点)处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长l大于h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是(　　)A．小球始终受三个力的作用B．细绳上的拉力始终保持不变C．要使球不离开水平面，角速度的最大值为D．若小球飞离了水平面，则角速度可能为【方法技巧】“一、二、三、四”求解圆周运动问题【例2】(多选)(2020·郴州模拟)(多选)如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的

6、上端都系于O点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是(　　)A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为∶1B．小球m1和m2的角速度大小之比为∶1C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1D．小球m1和m2的线速度大小之比为3∶1【例3】（2020·宜宾市叙州区第一中学校高三期末）一辆汽车在轨道半径为R的弯道路面做圆周运动，弯道与水平面的夹角为θ，如图所示，汽车轮胎与路面的动摩擦因素为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，关于汽车在运动过程中的表述

7、正确的是A．汽车的速率可能为B．汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为C．汽车在路面上不做侧向滑动的最大速事为D．汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为【例4】(2020·云南临沧一中高三模拟)如图所示为一种叫做“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下．若“魔盘”半径为r，人与“魔盘”竖直壁间的动摩擦因数为μ，在人“贴”在“魔盘”竖直壁上，随“魔盘”一起运动过程中，则下列说法正确的是(　　)A．人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心

8、力作用B．如果转速变大，人与器壁之间的摩擦力变大C．如果转速变大，人与器壁之间的弹力不变D．“魔盘”的转速一定大于【例5】(多选)(2020·河南示范性高中联考)如图所示，A、B两小球用一根轻绳连接，轻绳跨过圆锥筒顶点处的光滑小定滑轮，圆锥筒的侧面光滑。当圆锥筒