高考物理考点一遍过专题离心运动与近心运动

1、专题19离心运动与近心运动一、离心运动当物体受到的合力不足以提供其做圆周运动的向心力时，向心力产生的向心加速度不足以改变物体的速度方向而保持圆周运动，由于惯性，物体有沿切线方向运动的趋势，做远离圆心的运动，即离心运动。发生离心运动时常伴随有：线速度增大（洗衣机脱水）、转动半径减小（汽车急转弯时冲出轨道）、角速度或转速增大（砂轮、飞轮破裂）、受力变化（汽车在冰面行驶打滑）。二、近心运动当物体受到的合力超过其做圆周运动需要的向心力时，向心力产生的向心加速度对物体速度方向的改变较快，物体会做靠近圆心的运动，即近心运动。由于生产、生活中常追求高速、低损耗，发生的离心运动现象往往比较典型，而近心运动的应

2、用范例较少，最常见的近心运动的应用实例是航天器的减速变轨。三、离心运动的临界条件.静摩擦力达到最大（径向）静摩擦力，即滑动摩擦力大小。.弹力等于零：绳、杆等的张力等于零。.弹力等于零：接触面间的压力、支持力等于零。根据临界条件不同，对某情境，常常有多个临界状态。f支考向考向一离心运劭I下列哪个现象是利用了物体产生离心运动A.离心水泵工作时B.车转弯时要限制速度C.公路弯道的转弯半径设计得很大D.转速很高的砂轮半径不能做得太大【参考答案】A2【详细解析】离心水泵工作就是应用了水的离心运动，A正确；因为F向 mL,所以速度越快所需r的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止

3、离心运动，同时增大转弯半径2也可以防止离心运动，故 BC错误；因为F向 m 4 712n2rm ,所以转速很高的砂轮所需的向心力就大， r转速很高的砂轮半径做得太大，就会使砂轮承受不了巨大的力而断裂，做离心运动，所以砂轮要做的小一些，D错误。&网【名师点睛】物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力.注意 所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出。文式#果1.以下说法中正确的是A.在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯B.化学实验室中用离心分离器沉淀不溶于液体的固体微粒，利用的是离心现象C.提高洗衣机脱水桶的转速，可以使衣服甩得更干D.火车转弯时需要的向心力

4、由司机转动方向盘的力提供【答案】BC【解析】汽车在水平路而上转弯时所需螭向心力由静母攥力舞供，若没密摩擦力，则缆车不能转若，A 错课:用离心沉建器分离楠履是应用离心运动，B正项；洗衣机吃水工作直甩了水的离心迨动，提高洗 衣抗吃水搞的好退后，水儆圜周运动所需的向7力就灵大，越挛易做高灯运动，C正屑；火车在霞黄处 杼营时火车的重力击轨道计火车的支持力的合力做为转弯常案的向心力，D超提.2.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行 车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来， 如图所示，图中a、b为后轮轮胎边

5、缘上的最高点与最低点，c、d为飞轮边缘上的两点，则下列说法正确的是A.飞轮上c、d两点的向心加速度相同B.后轮边缘a、b两点线速度相同C.泥巴在图中的b点比在a点更容易被甩下来D. a点的角速度大于d点的角速度【答案】C【解析】八d共轴转动，角忍星相等，半径也相等，根据公式kmP分析船它们的向心加连度大,卜郭相 等，但齿前堀反 A犍误：时独共批转动，息速度利等半镣也相等,但往疑不同，所以蛾遑度的方前 不同,，B描误：泥块敬圆周选动,合力在使向心力，雅掂后厘小广知=泥块在车轮上每一个岸量的向心 力相等，当提供的合力小于向心力酎做离心运动，所以能提供的合力越小越器砂飞出去，在最低点，S 力向下，曲

6、着力向上，密力等于府着力索章力，在最高点，量力向下，附着力向下，合力为重力加附着 力，鼾以在量低点合力靛小，彘蒙嘉飞出生,C正碗；a,加a d家轴转勃，向丞_度粕等，D帽遥。考向二近芯运劭A、B两颗地球卫星在同一轨道中同向运行，如图所示，若要使B卫星追上A卫星，下列方法可行的有A. B卫星减速B. B卫星加速C. B卫星先减速，再加速D. B卫星先加速，再减速【参考答案】C【详细解析】B卫星减速时，万有引力大于所需的向心力，卫星就会做近心运动，下降到靠近地球的 轨道上，轨道半径减小，当万有引力再次与向心力相等时，卫星就会在靠近地球的圆形轨道上做匀速圆周 运动，A错误；B卫星加速时，万有引力小于

7、所需的向心力，卫星就会做离心运动，升高到较高的轨道上， 轨道半径增大，当万有引力等于向心力相等时，卫星就会在高轨道圆形轨道上做匀速圆周运动，B错误；当B卫星下降到较低的圆形轨道上时，B卫星的线速度比 A卫星的线速度大， B卫星会追上 A卫星，再次加速时，B卫星在较低圆形轨道上出现离心现象，回到原有轨道上与A卫星实现对接，C正确；当B卫星上升到较高的圆形轨道上时，B卫星的线速度比 A卫星的线速度小，B卫星不会追上 A卫星，再次减速时，B卫星不能与 A卫星实现对接，D错误。【易错警示】本题要特备注意不应选D,追及发生时，是后者速度不小于前者，先减速变轨，再追及，最后加速变轨可以达到效果，而先加速变

8、轨后无法追及，如果让A反过来追及B,不一定能安全对接。1.在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球 大气层的厚度开始增加，从而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的近心运动，产生这一结果的原因是A.由于太空垃圾受到地球的引力减小而导致的近心运动B.由于太空垃圾受到地球的引力增大而导致的近心运动C.由于太空垃圾受到空气阻力而导致的近心运动D.地球引力提供了太空垃圾做圆周运动所需的向心力，故产生近心运动的结果与空气阻力无关【答案】C【解析】根据物体簿圆局运动的却识可加，天悻檄团周运动同样需要向心力，而充当间用力的是天作之 间的万寿引力，太空熔城的囱

9、7力来源正地球对它的万有引力，而在运动埼售中，由于受到空气胆力作前，返度或小，雷赛的向点力开二明匚减小，万有用力大于需要的耐出力，因而导致做近心通动，itur考向三 离2运劭的住界冬件;莫钢4【裾如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的、质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则A.两物体均沿切线方向滑动B.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远【参考答案】BD【详细解析】当圆盘转

10、速加快到两物体刚要发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线后,A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A要发生相对滑动， 离圆盘圆心越来越远，但是B所需要的向心力小于 B的最大静摩擦力，所以 B仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动，且静 摩擦力比绳子烧断前减小，BD正确，AC错误。【名师点睛】解此类题的关键是受力分析，判断向心力的来源，分析变化发生时，各力的大小和方向的变化。.用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运

11、动的角速度为3,细线的张力为 Ft,则Ft随3 2变化的图象是图中的【答案】C【解析】设整式为上.雒而与蟹鱼才向臭国为也当m=0/，小珠哥止，受重力也小JL持力N乐绳的 拉力反而干树，尸产足吟舁0, AB错琨0增大时.尸I燧大，并减小，当种0时.丽如履为研.当wso 时，由牛场第二定律替尸血总派8 乜疝1仇产西OS8力1疝 4瞄.解修产1=加2工端1招+馆83日：当0时，小球离开凿，堤与蟹直方向夹角更大,设为由 由牛顿第二定律祷尸惇in住/上血产，拼以 尸广加守，此时图琳的反向挺长线经过原点，C正瑜，D蜻误.二:隹习幡螺.港立阳案1.在人们经常见到的以下现象中，不属于离心现象的是A.守门员把足

12、球踢出后，球在空中沿着弧线运动B.在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C.满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出D.舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开.如图是摩托车比赛转弯时的情形。转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去.洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上，则此时A.衣服受重力，筒壁的弹

13、力和摩擦力，及离心力作用B.衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供C.筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D.筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少.如图所示，甲、乙两水平网盘紧靠在一块，甲网盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无滑动。甲网盘与乙网盘的半径之比为 3:1，小物体m、mi和两网盘间的动摩擦因数相同，m到甲网盘中心 O点的距离为2r,四到乙网盘中心 O点的距离为r,当甲缓慢转动起来且转速缓慢增大时甲乙A.滑动前m与m2的角速度之比为 1：2=3:1B.滑动前 m与m2的向心加速度之比为 ai：a 2=2:9C.随转速缓慢增大，m先开始滑动D.随转速缓慢增大，田先开始滑动.如图所

14、示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下B对A的摩擦力是盘对 B的摩擦力的2倍A、B都有沿半径向外滑动的趋势D.若B先滑动，则B对A的动摩擦因数 Wa大于盘对B的动摩擦因数 Wb.如图所示，A、B C三个物体放在旋转圆台上，都没有滑动。它们由相同材料制成，A的质量为2项B、C的质量为m,如果OA=OB=ROC=2R当圆台旋转时，下述结论中正确的是C的向心加速度最大B受到的静摩擦力最小C.当圆台旋转速度增加时，C比A先开始滑动D.当圆台旋转速度增加时，B比A先开始滑动.如图所示，物体 P用两根长度相等不可伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度

15、为A. co只有超过某一值时，绳子 AP才有拉力B.绳子BP的拉力随3的增大而增大C.绳子BP的张力一定大于绳子 AP的张力D当3增大到一定程度时，绳 AP的张力大于BP的张力.如图所示，OO为竖直转轴，MN为固定在OO的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AG BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴 OO上。当线拉直时， A、B两球的转动半径之比恒为2:1 ,当转轴角速度增大时A. AC线先断B. BC线先断C.两线同时断D.不能确定哪段线先断.如图所示，水平转台上有一质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直1转轴的夹角0=30 ,此时绳伸直但

16、无张力，物块与转台间的动摩擦因数科=-，最大静摩擦力等于滑3动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为 3,重力加速度为 g,则A.当3=居时，细绳的拉力为 0B.当3=39时，物块与转台间的摩擦力为0，41C.当3= J42时，细绳的拉力大小为 mg 二 313D.当3=任 时,细绳的拉力大小为 1mgR=90 m的大圆弧（ 2020浙江卷）如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径和r=40 m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心。O距离L=100 m）赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动，

17、在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑， 绕赛道一圈时间最短 （发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2,兀=3.14 ）,则赛车A.在绕过小圆弧弯道后加速B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC.在直道上的加速度大小为5.63 m/sD.通过小圆弧弯道的时间为5.85 s（ 2020新课标全国I卷）如图，两个质量均为m的小木块a和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l , b与转轴的距离为 2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为 go若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是b一定比a先开始滑动a、b所受

18、的摩擦力始终相等co = Jkg是b开始滑动的临界角速度D.当3 =时，a所受摩擦力的大小为kmg（ 2020重庆卷）如图所示，半径为 R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心 O的对称轴OO重合。转台以一定角速度 3匀速转动，一质量为 m的小物块落入 陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与 OO之间的夹角。为60。重力加速度大小为 g。(1)若3=3 0,小物块受到的摩擦力恰好为零，求 30；3=(1 k) co。，且0Fap, C正确；随3的增大，需要的向心力增大，绳子BP的拉力增大，B正确；竖直方向合力为零，则一定有FbpFap, D错误。A 解析每小小陈均受三个为螃作用重力.杆的繇力（曼直向上）和绳子的拄力（谖投力为尸，与 水平杆夫角为白）,其中拉力晶水平分蚩尸cos。提供小球在水平面的畋月速国周造就的向心力，F cos = mrd?1 联至秤F =皿/J*两球质量m相同，套在同一水平杆 MN,角速度 3时刻相同，当两根细线拉直时，转动的半径之比恒为2:1 ,即ab,可知细线所受拉力 F的大小只与半径r有关，r越大，受力越大，即连接 A球的AC线受力大，而 AG