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关键知识点(28)对匀速圆周运动的归纳、总结和深化(2)——匀速圆周运动的实例分析。 匀速圆周运动在各种考试中出现的频率是很高的，而且和实际的生产、生活联系的特别紧密，是高中物理里面特别典型的一种运动。下面通过一些典型例子的分析来深化匀速圆周运动。 1.圆锥摆 例题：长为L的细线，一段栓一质量为m的小球(可看作质点)，另一段固定于O点的小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，当细线与竖直方向的夹角为a时，求： (1)细线的拉力F (2)小球运动的线速度的大小 (3)小球运动的角速度和周期  圆锥摆   本题中，小球只受到重力G和细线的拉力F。向心力可以说成重力G和拉力F两个力的合力来提供，或拉力F的水平分力来提供。向心力不是小球另外再受的力。 2.火车转弯问题 (1)火车车轮的特点 火车的车轮有凸出的龙缘，火车在铁轨上运行时，车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面，这种设计的特点，主要是避免火车运行时脱轨，如图所示。  (2)向心力的来源分析 火车速度合适时，火车受重力和支持力作用，火车转弯所需的向心力，完全由重力和支持力的合力提供，合力况水平方向，大小F=mgcot⊙。   3.汽车过拱形桥问题 (1)汽车过凸形桥顶(如图甲)  桥问题 (2)汽车过凹形桥底(如图乙)   4.航天器中的失重现象和离心现象 (1)航天器中的失重现象 人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，可近似认为绕地球做匀速圆周运动，此时重力提供了卫星做匀速圆周运动的向心力，航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动，其向心力也是由重力提供的，此时重力全部用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态。 (2)对离心现象的理解 (1)物体做离心运动的原因，提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足够的向心力。 特别说明：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于外力不能提供足够的向心力，所谓“离心力”，实际上并不存在。   例题：如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服，随圆桶一起转动而未滑动，则 A.衣服随脱水桶做圆周运动的向心力，由衣服的重力提供 B.水会从脱水桶甩出是因为水滴受到的向心力很大 C.加速脱水桶转动角速度，衣服在桶壁的压力也增大 D.加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好 解析：衣服受到竖直向下的重力，竖直向上的静摩擦力，指向圆心的支持力作用，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；圆桶转速增大以后，支持力增大，衣服对桶壁的压力也增大，C正确；对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，说水滴受到向心力本身就不正确，B错；随着圆桶转速的增加，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，故水桶转动角速度越大，脱水效果会越好，D正确。选C、D。 |
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