高中物理 第二章 第4节 圆周运动与人类文明习题课 教科版必修2

3 圆周运动的实例分析4 圆周运动与人类文明(选学)A级必备知识基础练1.(多选)(黑龙江哈尔滨高一期末)生活中的很多现象都可以从物理的角度进行解释。

甲图为正在脱水的衣物,乙图为正在转弯的火车,丙图为正在荡秋千的儿童,丁图为摩托车骑手在球形铁笼竖直平面内沿内壁进行“飞车走壁”的表演。

下列对四幅图有关现象的说法正确的是( AD )A.甲图衣物中的水分因做离心运动而被甩出B.乙图中只要外轨高于内轨,火车的轮缘就不会对外轨产生侧向挤压C.丙图中秋千从高处摆至最低点时,儿童处于失重状态D.丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时的速度一定不为零,水离开衣服,故A正确;图乙中当火车的速度满足一定值时,设为v0,此时火车靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力,内外轨均无压力,当火车的速度v>v0时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,此时外轨对火车的轮缘有侧压力,则火车的轮缘对外轨有挤压作用,故B错误;丙图中秋千从高处摆至最低点时,儿童具有向上的加速度,儿童处于超重状态,故C错误;丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时,当铁笼对摩托车的作用力为零时,由牛顿第二定律有mg=m v 2r,可得v=√gr,此速度为过最高点的最小速度,则在最高点时的速度一定不为零,故D正确。

2.(湖南怀化湖天中学高二学业考试)摆式列车是集计算机技术、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。

当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜,直线行驶时,车厢又恢复原状,实现高速行车,并能达到既安全又舒适的要求。

假设有一高速列车在水平面内行驶,以50 m/s的速度拐弯,由列车上的传感器测得一个质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受合力为500 N,则列车的拐弯半径为( B )A.150 mB.250 mC.300 mD.350 m,乘客所受合力提供向心力,可得F=m v 2r,代入数据解得r=250m,故选B。

3.(福建福州高一期末)如图所示,平衡浪木是一种训练器材,可用来训练人的平衡能力和抗眩晕能力。

3.圆周运动的实例分析4.圆周运动与人类文明(选学)基础巩固1.(多选)做离心运动的物体,其速度变化情况是()A.速度的大小不变,方向改变B.速度的大小改变,方向不变C.速度的大小和方向可能都改变D.速度的大小和方向可能都不变答案：CD解析：当物体所受合外力突然消失时,物体将沿所在位置的切线方向做匀速直线运动,速度的大小、方向都不改变,选项D正确。

当合力不足以提供所需向心力时,物体做一般曲线运动,速度的大小、方向都改变,故选项C正确。

2.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,其安全速度为()A.v=k√RgB.v≤√kRgC.v≤√2kRgD.v≤√Rgk答案：B解析：水平冰面对运动员的摩擦力提供他做圆周运动的向心力,则运动员的安全速度v满足kmg≥m v 2R,解得v≤√kRg。

3.科技馆的科普器材中常有如图所示的匀速率的传动装置:在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。

若齿轮的齿很小,大齿轮的半径(内径)是小齿轮半径的3倍,则当大齿轮顺时针匀速转动时,下列说法正确的是()A.小齿轮和大齿轮转速相同B.小齿轮和大齿轮周期相同C.小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍D.大齿轮边缘的线速度是小齿轮的3倍答案：C解析：大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等,D错误;根据v=ωr可知,大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍时,小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍,根据T=2πω可知周期不同,根据ω=2πn可知转速不同,A、B错误,C正确。

4.(多选)铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以速度v通过该弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是()A.轨道半径R=v 2gB.v=√gRtanθC.若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内D.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外答案：BD解析：火车转弯时受力如图所示,火车转弯的向心力由重力和支持力的合力提供,则mg tan θ=m v 2R ,故转弯半径R=v2gtanθ;转弯时的速度v=√gRtanθ;若火车速度小于v时,需要的向心力减小,此时内轨对车轮产生一个向外的作用力,即车轮挤压内轨;若火车速度大于v时,需要的向心力变大,外轨对车轮产生一个向里的作用力,即车轮挤压外轨。

3.圆周运动的实例分析4.圆周运动与人类文明(选学)(略)课后作业提升一、选择题1.关于在公路上行驶的汽车正常转弯时的情况,下列说法中正确的是()A.在内、外侧等高的公路上转弯时的向心力由静摩擦力提供B.在内、外侧等高的公路上转弯时的向心力由滑动摩擦力提供C.在内侧低、外侧高的公路上转弯时的向心力可能由重力和支持力的合力提供D.在内侧低、外侧高的公路上转弯时的向心力可能由重力、摩擦力和支持力的合力提供解析:汽车在内、外侧等高的水平公路上拐弯时,受重力、支持力和摩擦力.重力和支持力均在竖直方向,不能够提供向心力;向心力由摩擦力提供,由于轮胎与地面没有发生相对滑动,所以应为静摩擦力.在内侧低、外侧高的公路上转弯时,由于支持力向内倾斜,所以可以由重力和支持力的合力提供向心力,若这二者的合力不能够恰好提供向心力,则还需要借助摩擦力来共同提供向心力.答案:ACD2.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B在各自不同的水平面内做匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.两者对漏斗壁的压力相等B.两者的角速度相等C.两者的向心加速度相等D.两者的线速度相等解析:重力、支持力的合力提供向心力,方向水平.由题图可知,两个小球的受力情况一样.N=,所以两者所受内壁的支持力是相等的,即两者对内壁的压力相等.F向=mgcot θ,a向=g cot θ==rω2=4π2,可以知道两球的向心加速度相等,但由于两者的轨道半径不等,所以两者的线速度、角速度、周期不等.答案:AC3.长度为L=0.50m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,(g取10m/s2)则此时细杆OA受到()A.6.0N的拉力B.6.0N的压力C.24N的压力D.24N的拉力解析:设通过最高点时小球受到的拉力为F,则F+mg=m,所以F=m-mg=3.0×(-10)N=-6.0N.负值表示小球在最高点受支持力作用,由牛顿第三定律知选项B正确.答案:B4.狗拉雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶,如图所示为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图(O为圆心),其中正确的是()解析:雪橇所受摩擦力为滑动摩擦力,其方向与相对运动方向相反,故为切线方向,由于是匀速圆周运动,因此牵引力F与摩擦力的合力指向圆心,只有C对.答案:C5.下列关于离心现象的说法,正确的是()A.当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做曲线运动解析:做匀速圆周运动的物体的向心力是效果力.产生离心现象的原因是F合<mrω2或是F合=0(F突然消失),故A项错;当F合=0时,根据牛顿第一定律,物体从这时起沿切线做匀速直线运动,故C项对,B、D项错.答案:C6.游客乘坐过山车,在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2,g取10m/s2,那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍解析:以游客为研究对象,游客受重力mg和支持力N,由牛顿第二定律得:N-mg=ma,所以N=mg+ma=3mg.答案:C二、非选择题7.如图所示,自行车和人的总质量为M,在一水平地面上运动.若自行车以速度v转过半径为R的弯道.(1)求自行车的倾角应为多大?(2)自行车所受的地面的摩擦力为多大?解析:骑车拐弯时不摔倒必须是将身体向内侧倾斜.从下图中可知,当骑车人身体与竖直方向成α角时,静摩擦力f与地面支持力N的合力Q通过共同的质心O,合力Q再与重力的合力F维持自行车做匀速圆周运动所需要的向心力.(1)由图可知,向心力F=Mg tan α,由牛顿第二定律有:Mg tan α=M,得α=arctan .(2)由图可知,向心力F可看做合力Q在水平方向的分力,而Q又是水平方向的静摩擦力f和支持力N的合力,所以静摩擦力f在数值上就等于向心力F,即f=Mg tan α.答案:(1)arctan (2)Mg tan α8.如图所示为工厂中的行车示意图.设钢丝的长度为3m,用它吊着质量为2.7 t的铸件,行车以2 m/s的速度匀速行驶,当行车突然刹车时,钢丝中受到的拉力为多大?(g取10m/s2)解析:当车突然停止后,铸件由原来的匀速直线运动变为圆周运动,钢丝的拉力与重力的合力提供向心力,方向向上.T-mg=m,钢丝对铸件的拉力T=m+mg=3.06×104N,由牛顿第三定律,钢丝对铸件的拉力与钢丝受到铸件的拉力等值.答案:3.06×104N。

3.圆周运动的实例分析 4．圆周运动与人类文明(选学)课 标 要 求1.提高对向心力的认识．2．会在具体问题中分析向心力的来源．3．会用圆周运动的动力学方程解决生活的圆周运动． 思 维 导 图必备知识·自主学习——突出基础性 素养夯基一、汽车过拱形桥 1．受力分析(如图)2．向心力：F ＝________＝m v 2R . 3．汽车对桥的压力：N ′＝mg －m v 2R .4．结论：汽车对桥的压力________汽车所受的重力，而且汽车通过最高点时的速度越大，汽车对桥的压力就越________．[导学1]汽车过凹形桥时，受力分析如图，由牛顿第二定律得N －mg ＝m v 2R ，汽车对桥的压力N ′＝mg ＋m v 2R ，N ′>mg ，汽车速度越大，对桥面的压力越大．二、“旋转秋千”——圆锥摆1．物理模型：细线下面悬挂一个钢球，使钢球在某个________内做匀速圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这种装置叫圆锥摆．2．向心力来源：由重力和悬线拉力的合力提供向心力(如图)．由F 合＝mg tan α＝mω2r ，且r ＝l sin α，得ω＝√gl cos α，则周期T ＝2πω＝2π√l cos αg.3.结论：悬线与中心轴的夹角α跟“旋转秋千”的________和悬线长度有关，与小球的质量________．在悬线长一定的情况下，角速度越大则悬线与中心轴的夹角也________(小于90°)．[导学2]分析圆锥摆模型时，也可以应用正交分解法，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，把绳的拉力分解到水平和竖直方向，竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力，即T cos α＝mg ，T sin α＝mω2r ，可解得相同的结果．三、火车转弯1．运动特点：火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，所以需要很大的向心力．2．向心力来源(1)若转弯时内外轨一样高，则由外轨对轮缘的________提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．(2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由________和________的合力提供．[导学3]火车转弯时，若重力和支持力的合力刚好提供火车转弯所需要的向心力，mg tan θ＝mv 02 R，则v 0＝√gR tan θ，此时内外轨对轮缘均没有压力；若v 0>√gR tan θ，外轨对轮缘有压力；若v 0<√gR tan θ，内轨对轮缘有压力．四、离心运动1．定义：在做圆周运动时，由于合外力提供的向心力________或________，以致物体沿圆周运动的________飞出或远离圆心而去的运动叫作离心运动．2．离心机械：利用离心运动的机械叫作离心机械．常见的离心机械有洗衣机的脱水筒、离心机等．关键能力·合作探究——突出综合性 素养形成探究点一 竖直面内的圆周运动归纳总结1.汽车在拱形桥最高点(如图所示)由重力与支持力的合力提供向心力有mg －N ＝m v 2R ，得N ＝mg －m v 2R . (1)当v ＝√gR 时，N ＝0.(2)当0≤v <√gR 时，0<N ≤mg .(3)当v >√gR 时，汽车将脱离桥面做平抛运动，发生危险． 2．汽车在凹形桥最低点(如图所示)由重力与支持力的合力提供向心力有N －mg ＝m v 2R，得N ＝mg ＋m v 2R.汽车处于超重状态，此位置处，汽车最易爆胎，凹形桥易被压垮，因而实际中拱形桥多于凹形桥．典例示范例1 如图所示，质量m ＝2.0×104 kg 的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和拱形桥面，两桥面的圆弧半径均为60 m ，如果桥面承受的压力不超过3.0×105 N ，则(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g 取10 m/s 2)素养训练1 一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点)，以大小为v 的速度经过一座半径为R 的拱形桥．在桥的最高点，其中一个质量为m 的西瓜A (位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为( )A ．mgB ．mv 2RC ．mg －mv 2RD ．mg ＋mv 2R素养训练2一质量为m 的物体，沿半径为R 的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v ，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则它在最低点时受到的摩擦力为( )A ．μmgB ．μmv 2RC ．μm (g －v 2R) D ．μm (g ＋v 2R)探究点二 火车转弯归纳总结1.弯道的特点：在实际的火车转弯处，外轨高于内轨，若火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mg tan θ＝mv 02 R，如图所示，则v 0＝√gR tan θ，其中R 为弯道半径，θ为轨道平面与水平面间的夹角，v0为转弯处的规定速度．2．速度与轨道压力的关系(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车无挤压作用．(2)当火车行驶速度v>v0时，外轨道对轮缘有侧压力．(3)当火车行驶速度v<v0时，内轨道对轮缘有侧压力．典例示范例2 (多选)火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示．若已知某转弯处轨道平面与水平面夹角为θ，弯道处的圆弧半径为R，在该转弯处规定的安全行驶的速度为v，则下列说法中正确的是()A．当实际行驶速度等于v时，轮缘挤压内轨B．当实际行驶速度大于v时，轮缘挤压外轨C．该转弯处规定的安全行驶的速度为v＝√gR tanθD．该转弯处规定的安全行驶的速度为v＝√gR sinθ素养训练3(多选)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．则下列说法错误的有()A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．r一定时，v越大则要求h越大素养训练4承德市环城南路出口处常有限速标志．某出口的路面是一段水平圆弧轨道，在雨天，汽车车轮与路面间的动摩擦因数为0.3，为了安全，汽车通过出口的最大速度为36 km/h；在晴天，汽车车轮与路面间的动摩擦因数为0.6.则在晴天汽车通过出口的最大速度约为()A．40 km/h B．50 km/hC．60 km/h D．70 km/h探究点三离心运动归纳总结1.对离心运动的理解(1)离心运动并非沿半径飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动．(2)离心运动的本质是物体惯性的表现，并不是受到了“离心力”的作用．2．四种运动情况的判断如图所示，根据物体所受合外力与所需向心力的关系，可做如下判断：典例示范例3 如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是()A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心素养训练5如图所示是摩托车比赛转弯时的情形．转弯处路面是外高内低，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素养训练6在匀速转动的小型风扇扇叶上趴着一个相对扇叶静止的小虫，则小虫相对扇叶的运动趋势是()A．沿切线方向B．沿半径指向圆心C．沿半径背离圆心D．无相对运动趋势随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．如图所示为2022年北京冬季奥运会中我国运动员在短道速滑急转弯的情景，此时容易失控侧滑而甩出赛道，下列说法正确的是()A．运动员速度越大越容易发生侧滑B．转弯时重力提供一部分向心力C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心D．发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力2．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的．已知铁轨平面与水平面的夹角为θ，弯道处的圆弧半径为R.若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．火车受铁轨的支持力大小为mg cos θB．v＝√gR tanθC．若火车速度小于v，外轨将受到侧压力作用D．若火车速度大于v，内轨将受到侧压力作用3．胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故．一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上匀速率行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，下列说法正确的是()A．经过图中B处最容易超压报警B．经过图中A处最容易超压报警C.经过A处时汽车受到的支持力可能与重力大小相等D．经过B处时汽车受到的支持力可能与重力大小相等4.如图所示，两个小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的()A．周期A大于BB．线速度的大小相等C．角速度的大小相等D．向心加速度的大小相等5．如图所示，两质量均为m的小物块A和B(看作质点)放在光滑水平盘上，A、B间的动摩擦因数为μ，物块B用一根长为l的轻绳沿半径方向与转轴相连，绳与盘面平行，A、B 绕转轴做匀速圆周运动，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．当A和B保持相对静止时，A和B转动的最小周期为2π √lμgB．当A、B以角速度ω＝√μg转动时，A受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用2lC．当A、B以角速度ω＝√μg转动时，B对A的摩擦力为μmg2lD．当A、B以角速度ω＝√μg转动时，轻绳的拉力为2μmg2l3．圆周运动的实例分析4．圆周运动与人类文明(选学)必备知识·自主学习一、2．mg－N4．小于小二、1．水平面3．角速度无关越大三、2．(1)弹力(2)重力支持力四、1．消失不足切线方向关键能力·合作探究探究点一 【典例示范】例1 解析：如图所示，汽车驶至凹面的底部时，合力向上，此时车对桥面压力最大；汽车驶至拱面的顶部时，合力向下，此时车对桥面的压力最小．(1)汽车在凹面的底部时，由牛顿第三定律可知，桥面对汽车的支持力N 1＝3.0×105 N ，根据牛顿第二定律N 1－mg ＝m v 2r ，即v ＝ √(N 1m−g)r ＝ √(3.0×1052.0×104−10)×60 m/s ＝10√3m/s<√gr ＝10√6 m/s ，故在拱形桥面最高点上汽车不会脱离桥面，所以最大速率为10√3 m/s.(2)汽车在拱形桥面顶部时，如图乙所示，由牛顿第二定律得mg －N 2＝m v 2r ，即N 2＝m (g－v 2r)＝2.0×104×(10－30060) N ＝1.0×105 N ．由牛顿第三定律得，在拱形桥面顶部汽车对桥面的压力为1.0×105 N ，即为最小压力．答案：(1)10√3 m/s (2)1.0×105 N素养训练1 解析：西瓜和汽车一起做匀速圆周运动，竖直方向上的合力提供向心力，有mg －F ＝m v 2R ，解得F ＝mg －mv 2R，故选项C 正确．答案：C素养训练2 解析：在最低点由向心力公式得N －mg ＝m v 2R 得N ＝mg ＋m v 2R ，又由摩擦力公式有f ＝μN ＝μm (g ＋v 2R )，故选D.答案：D探究点二 【典例示范】例2 解析：若在转弯处以规定的安全速度行驶，火车的重力与铁轨对火车的支持力的合力提供向心力，则mg tan θ＝m v 2R ，解得转弯处的安全行驶的速度为v ＝√gR tan θ，当实际行驶速度等于v时，火车的内轮缘和外轮缘都不受轨道的挤压；当实际行驶速度大于v 时，火车的重力与铁轨对火车的支持力的合力不足以提供向心力，火车有向外运动做离心运动的趋势，则轮缘挤压外轨，故选B、C.答案：BC素养训练3解析：设内外轨的水平距离为d，根据火车转弯时，重力与支持力的合力提供向心力得mv2r ＝mg tan θ＝mg hd，如果v一定时，可得r＝dv2gh，r越大则要求h越小，r越小则要求h越大，故A正确，B错误；如果r一定时，可得v＝√ghrd，v越小则要求h越小，v越大则要求h越大，故C错误，D正确．答案：BC素养训练4解析：雨天汽车通过出口速度最大为v1时，由圆周运动规律μ1mg＝m v12r，晴天汽车通过出口速度最大为v2时，同理有μ2mg＝m v22r ，联立可得v2v1＝√μ2μ1，代入题中数据可得v2≈51 km/h，故A、C、D错误，B正确．答案：B探究点三【典例示范】例3解析：若F突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，A正确；若F突然变小不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D错误；若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C错误．答案：A素养训练5解析：摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，选项A错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，选项B正确；摩托车将沿曲线做离心运动，选项C、D错误．答案：B素养训练6解析：可由静摩擦力的方向判断运动趋势的方向，小虫受到的静摩擦力提供向心力，指向圆心，故小虫相对扇叶的运动趋势是沿半径背离圆心，故C正确．答案：C随堂演练·自主检测1．解析：转弯时的向心力为沿半径方向的合力，重力方向为竖直方向，不可能提供向心力，B 错误；发生侧滑是因为运动员受到的合力不足以提供向心力，故C 、D 错误；根据F ＝m v 2r 可知速度越大，所需的向心力越大，结合C 、D 选项分析可知越容易发生侧滑，故A正确．答案：A2．解析：对火车受力分析可得cos θ＝mg N，mg tan θ＝mv 2R，所以火车受铁轨的支持力大小为N ＝mgcos θ，火车拐弯速度为v ＝√gR tan θ，故A 错误，B 正确；若火车速度小于v ，则重力与支持力的合力大于所需要的向心力，则火车将挤压内轨，受到内轨沿轨道平面向上的支持力作用．同理，若火车速度大于v ，则重力与支持力的合力小于所需要的向心力，则火车将挤压外轨，受到外轨沿轨道平面向下的支持力作用，故C 、D 错误．答案：B3．解析：汽车经过A 处时，根据牛顿第二定律可得F A －mg ＝m v 2R A可得F A ＝mg ＋m v 2R A，汽车经过B 处时，根据牛顿第二定律可得mg －F B ＝m v 2R B可得F B ＝mg －m v 2R B，经过A 处时汽车受到的支持力大于重力，经过B 处时汽车受到的支持力小于重力，汽车在A 处受到的支持力最大，汽车经过图中A 处最容易超压报警，B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B4．解析：对小球受力分析如图，自身重力mg ，绳子拉力T ，合力提供向心力即水平指向圆心，设绳子和竖直方向夹角为θ，悬点到天花板的距离为h ，则有mg tan θ＝ma ＝m (h tan θ)ω2可得向心加速度ω＝ √gh，a ＝g tan θ，所以加速度不相等，角速度相等，故C 正确，D 错误；由于水平面内圆周运动的半径不同，线速度v ＝ωh tan θ，所以线速度不同，故B 错误；周期T ＝2πω，角速度相等，所以周期相等，故A 错误．答案：C5．解析：A 刚好要相对B 发生滑动时，由牛顿第二定律可得μmg ＝mlω12＝ml (2πT 1)2，解得A 和B 转动的最大角速度和最小周期分别为ω1＝ √μg l ，T 1＝2π √lμg ，A 正确；当A 、B 转动的角速度为ω＝ √μg2l <ω1，A 、B 相对静止，A 受到重力、支持力、静摩擦力的作用，静摩擦力作为向心力，静摩擦力的大小为f ＝mlω2＝12μmg ，B 、C 错误；当A 、B 以角速度ω＝ √μg2l 转动时，整体由牛顿第二定律可得，轻绳的拉力为T ＝2m ·l ·ω2＝μmg ，D 错误．答案：A。

2.4 圆周运动与人类文明教学准备：每个小组的 PPT ，收集的文字、图片、视频资料，学生自己拍摄的活动照片、视频资源，学生制作的模型等．教学过程：课前活动安排一个班按 6—7 人为一个小组，按兴趣爱好、能力专长分成 6 个小组．以圆周运动与人类文明为主题，以圆周运动与人类古文明、圆周运动与工业生产、圆周运动与科学技术、圆周运动与文化生活为课题，每个小组选择一个课题，在保证上述四个课题的基础上学生还可以自主提出与圆周运动相关的课题．选好课题后，各小组先设计课题实施方案、再按方案进行研究、实践、体验，最后用一节课集中进行交流展示．第一组：圆周运动与人类古文明1．收集资料：学生分工收集钻木取火、古陶器制作、车轮的发明、水能利用等在人类文明进程中与圆周运动密切相关的资料．2．到劳动技术中心或陶艺中心实践体验制陶坯的过程，重点感受拉坯机带动陶坯做圆周运动对拉坯的作用，可自拍活动体验的视频，在交流时播放．3．按照人类文明的进程整理与圆周运动密切相关的资料，制作 PPT ，做课上展示交流的准备．第二组：圆周运动与工业生产1．收集资料：学生分工收集蒸汽机、发动机、电动机、精密仪器、钟表等工业生产中与圆周运动密切相关的资料．2．制作一个简单的发动机模型，能展示活塞的直线运动是如何转变为圆周运动并如何通过轴承、连杆、齿轮等实现“运动的传递和变速”的．3．按照圆周运动在工业生产中的不同应用来整理与圆周运动密切相关的资料，制作 PPT ，做课上展示交流的准备．第三组：圆周运动与科学技术1．收集资料：学生分工收集粒子物理与核物理、航空航天、生命医疗等科学技术中圆周运动应用相关的资料．2．制作一个简单的陀螺仪，进行陀螺仪定向实验和多个陀螺叠加的实验．3．按照粒子物理与核物理、航空航天、生命医疗三个方面整理与圆周运动密切相关的资料，制作 PPT ，做课上展示交流的准备．第四组：圆周运动与文化生活1．收集资料：学生分工收集体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施等方面与圆周运动应用相关的资料．2．体验链球、铁饼、乒乓球、篮球等使物体旋转的体育项目，体验旋转餐厅、中华世纪坛等旋转建筑，体验文化设施中的旋转活动，观看与旋转相关的杂技表演．可自拍活动体验的视频，在交流时播放．3．按照体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施四个方面整理与圆周运动密切相关的资料，制作PPT ，做课上展示交流的准备．课上交流展示过程设计一、复习旧知识引入新课二、展示、交流、欣赏、分享1．第一小组展示，结合 PPT 进行讲解．课题：圆周运动与人类文明介绍小组成员及分工．小组学习研究与活动过程简介．（ 1 ）钻木取火与圆周运动．钻木取火的传说．钻木取火的发明来源于我国古时的神话传说．燧人氏是传说中发明钻木取火的人．钻木取火的物理本质：钻木取火是根据摩擦生热的原理实现的．通过转动木棒，木棒与木块摩擦会产生热量，加之木材本身就是易燃物，所以会生出火来．（ 2 ）陶器制作与圆周运动．中国古代陶器的发生与发展的历史介绍．播放同学们体验制陶坯过程的视频．（ 3 ）圆周运动与车轮的发明．中国古代车轮的发明及车的形成过程．车轮由石轮、陶轮、木轮、铁轮到现代轮胎的发展历程．（ 4 ）圆周运动与机械能的利用．中国古代的水磨、水碓、水碾和水车的发明及形成历史、工作原理．教师对第一小组的研究实践、现场展示进行点评．2．第二小组展示，结合 PPT 进行讲解．课题：圆周运动与工业生产．介绍小组成员及分工．小组学习研究与活动过程简介．（ 1 ）圆周运动使用蒸汽机技术广泛应用．蒸汽机原理是：水蒸气通过转换阀来到汽缸的正面, 活塞向反面运动, 反面的蒸汽通过转换阀的排气口排出；活塞运动到反面顶点后, 由飞轮上的一个连动机构作用于转换阀, 这时转换阀的加压口变成排气口, 排气口变成加压口, 在压力作用下活塞由反面向正面运动, 完成一个循环．连杆把往复的直线运动转变成圆周运动．（ 2 ）齿轮和轴使得机械能实现传递．齿轮的圆周运动可以通过齿轮传动和皮带传动两种方式实现机械能的传递．同时不同半径的齿轮组合又可以实现速度的改变．变速箱正是利用多组齿轮来改变速度的．（ 3 ）展示制作的简单发动机模型，讲解活塞的直线运动是如何转变为圆周运动并如何通过轴承、连杆、齿轮等实现“运动的传递和变速”的．教师对第二小组的研究实践、现场展示进行点评．3．第三小组展示，结合 PPT 进行讲解．课题：圆周运动与科学技术．介绍小组成员及分工．小组学习研究与活动过程简介．（ 1 ）高能物理中粒子通过圆周运动加速．利用磁场使带电粒子做回旋运动，带电粒子在运动中经高频电场反复加速．具有很高能量的粒子相互碰撞．北京正负电子对撞机介绍．（ 2 ）航空航天中的圆周运动．陀螺会在不停自转的同时，绕着另一个固定的转轴不停地旋转．利用陀螺的力学性质制成的具有各种功能的陀螺装置称为陀螺仪，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用．航天器就是靠高速旋转的陀螺仪来控制轨道方向的．人造卫星都是绕着地球做近似的圆周运动，最近我国发射的“嫦娥一号”卫星选择距月球 200 公里的圆形轨道作为“工作岗位”．（ 3 ）展示制作陀螺仪的工作过程．教师对第三小组的研究实践、现场展示进行点评．4．第四小组展示，结合 PPT 进行讲解．课题：圆周运动与文化生活．介绍小组成员及分工．小组学习研究与活动过程简介．（ 1 ）体育运动、旋转建筑、生活娱乐、文化设施等方面中圆周运动的介绍．链球：田径运动项目之一，运动员两手握着链球的把手，人和球同时旋转，最后加力使球脱手做离心运动而飞出．中华世纪坛的主体建筑由“乾”“坤”两部分组成，“坤”即坛体下部静止的部分，“乾”即坛体上部转动的部分，可在 2.6-55 小时范围内转动一周．水流星杂技：制作一个绳套, 碗用绳套套住，装满水，让碗在水平方向做圆周运动．过山车：过山车是一项刺激性的娱乐项目．车上的人在极短的时间内在竖直平面做圆周运动．（ 2 ）播放链球、铁饼、乒乓球、篮球等体育项目，体验旋转餐厅、中华世纪坛等旋转建筑，体验文化设施中的旋转活动，观看与旋转相关的杂技表演等体验活动的视频．教师对第四小组的研究实践、现场展示进行点评．（三）课堂小结，感受交流小结：通过本节课的集中展示，一方面我们充分认识到圆周运动与人类文明、工业技术、现代科学以及人们的日常生活都有着密切的联系；另一方面我们通过课前的研究、实践、体验活动也收获了许多，如课本之外与圆周运动相关的知识、收集与分析资料的方法与能力、与人协作及交流分享的意识等．组织学生畅谈学习过程的感受，引导学生关注科技、关注生活，将所学的物理知识运用到实际中，使学有所用．教学流程图：教学反思：一、本节教材安排为选学内容，对学生要求并不高，主要目的在于拓宽学生的知识视野，所以采用以小组为单位的研究性学习方式，让学生尝试收集资料、实践研究、模型制作、活动体验等多种学习方式，通过这些研究与实践来提升学生的综合素养，使得学生全面发展．二、学生小组选择不同的课题，进行以小组为单位的学习活动，锻炼学生与人协作、交流分享的能力，让学生学会学习、学会生活．三、物理学科是一门自然科学，它的发展对推动人类文明进程起着重要作用，是现代科学研究和工业技术的重要基础，也是人类生产生活的重要组成部分．分成六个小组，分组研究、集中展示，让学生从多个方面领略物理学科所蕴含的智慧，深入理解物理与人类、物理与科学、物理与技术、物理与生活等多方面的密切联系，引导学生“由生活走向物理，由物理走向社会”，成为一名科学知识丰富、文化内涵深厚、文明素养全面的现代人．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．在平直公路上甲乙两车从同一地点出发，两车位移x和时间t的比值xt与时间t之间的关系如图所示。

高中物理- 教科版目录（全套）必修一第一章运动的描述1.1 质点参考系空间时间1.2 位置变化的描述位移1.3 直线运动中位移随时间变化的1.4 运动快慢与方向的描述1.5 直线运动速度随时间变化的图像.1.6 速度变化快慢的描述加速度1.7匀速直线运动的规律1.8匀速直线运动的规律的应用1.9 匀速直线运动的加速度第二章力2.1力2.2重力2.3 弹力2.4摩擦力2.5力的合成2.6力的分解第三章牛顿运动定律3.1从亚里士多德到伽利略3.2 牛顿第一定律3.3 牛顿第二定律3.4牛顿第三定律3.5 牛顿运动定律的应用3.6 自由落体运动3.7 超重与失重3.8汽车安全运行与牛顿运动定律第四章物体的平衡4.1 共点力作用下物体的平衡4.2 共点力平衡条件的应用4.3 平衡的稳定性（选学）必修二第一章抛体运动1.1 曲线运动1.2 运动的合成与分解1.3 平抛运动1.4 斜抛运动第二章圆周运动2.1 描述圆周运动2.2 圆周运动的向心力2.3 匀速圆周运动的实例分析2.4 圆周运动与人类文明（选学）第三章万有引力定律3.1天体运动3.2 万有引力定律3.3 万有引力定律的应用3.4人造卫星宇宙速度第四章机械能和能源4.1 功4.2 功率4.3动能与势能4.4动能定理4.5 机械能守恒定律4.6能源的开发与利用第五章经典力学的成就与局限性5.1 经典力学的成就与局限性5.2 了解相对论5.3 初识量子论理科选修- 选修3-1第一章电场1.1电荷电荷守恒定律1.2库仑定律1.3 电场电场强度和电场线1.4 电势差1.5 电势差与电场强度的关系1.6 电容器和电容1.7 静电的利用及危害第二章直流电路2.1欧姆定律2.2 电阻定律2.3 焦耳定律2.4 电阻的串联、并联及其应用2.5 伏安法测电阻2.6 电源的电动势和内阻2.7 闭合电路欧姆定律2.8 欧姆表多用电表2.9逻辑电路和控制电路第三章磁场3.1 磁现象磁场3.2 磁感应强度磁通量3.3磁场对电流的作用-安培力3.4 磁场对运动电荷的作用-落伦兹.3.5洛伦兹力的应用选修3-2第一章电磁感应1.1 电磁感应现象的发现1.2 感应电流产生的条件1.3 法拉第电磁感应定律1.4 楞次定律1.5 电磁感应中的能量转化与守恒1.6 自感日光灯1.7 涡流研究课题测量玩具电动机运转时的. 第二章交变电流2.1 交变电流2.2 描述正弦交流电的物理量2.3实验：练习使用示波器2.4电容器在交流电路中的作用2.5 电感器在交流电路中的作用2.6 变压器2.7 电能的输送第三章传感器3.1 传感器3.2 温度传感器和光电式传感器3.3 生活中的传感器3.4实验探究：简单的光控和温控.选修3-3第一章分子动理论与统计思想1.1 物体是由大量分子组成的1.2 分子的热运动1.3分子间的相互作用力1.4 统计规律分子运动速率分布1.5 温度内能气体的压强1.6实验探究：用油膜法测油酸分.第二章固体和液体2.1 晶体和非晶体2.2 半导体2.3 液体的表面张力2.4液晶第三章气体3.1气体实验定律3.2 气体实验定律的微观解释及图.3.3 理想气体3.4饱和汽与未饱和汽3.5 空气的湿度第四章能量守恒与热力学定律4.1能量守恒定律的发现4.2 热力学第一定律4.3宏观热过程的方向性4.4 热力学第二定律4.5熵概念初步第五章能源与可持续性发展5.1 能源与人类生存的关系5.2 能源利用与环境问题5.3 可持续发展战略选修3-4第一章机械振动1.1 简谐运动1.2 单摆1.3简谐运动的图像和公式1.4阻尼振动受迫振动1.5 实验探究：用单摆测定重力加. 第二章机械波2.1 机械波德形成和传播2.2 横波的图像2.3 波的频率和波速2.4 惠更斯原理波的反射与折射2.5 波的干射、衍射第三章电磁振荡电磁波3.1电磁振荡3.2 电磁场和电磁波3.3电磁波普电磁波的应用3.4 无线电波发射、传播和接收第四章光的折射4.1 光的折射定律4.2 实验探究：测定玻璃的折射率4.3 光的全反射第五章光的波动性5.1 光的干涉5.2实验探究：用双缝干涉观光的.5.3 光的衍射与偏振5.4激光第六章相对论6.1 经典时空观6.2 狭义对相对论的两个基本假设6.3 相对论时空观6.4 相对论的速度变换定律质量和.6.5广义相对论选修3-5第一章碰撞与能量守恒1.1 碰撞1.2 动量1.3 动量守恒定律1.4 动量守恒定律的应用第二章原子结构2.1 电子2.2 原子的核式结构模型2.3 光谱氢原子光谱2.4 波尔的原子模型能级第三章原子核3.1 原子核的组成与核力3.2 放射性衰变3.3 放射性的应用、危害与防护3.4 原子核的结合能3.5 核裂变3.6 核聚变3.7 粒子物理学简介第四章波粒二象性4.1 量子概念的诞生4.2 光电效应与光量子假说4.3 光的波粒二象性4.4 实物粒子的波粒二象性4.5 不确定关系。