高一物理圆周运动知识点及习题.doc

精品教育5、3 圆周运动（一）描述圆周运动的物理量 （1）线速度：质点沿圆周运动通过的 与 的比值叫线速度。 （分析：物体在做匀速圆周运动时，运动的时间t增大几倍，通过的弧长也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s与t的比值越大，物体运动得越快。） 1）线速度的物理意义： 描述质点沿圆周运动快慢的物理量 。 2）线速度是 ，它既有 ，也有 。3）线速度的大小 4）线速度的方向在圆周各点的 方向上 5）讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？ （2）角速度 1）角速度是表示 质点转过圆心角快慢 的物理量2）角速度等于 和 的比值。即= 3）角速度的单位是 说明：对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的强调：角的表示要用弧度制角速度单位的写法rad/s （3）周期、频率和转速1） 圆周运动的物理转动一周所用的时间 叫周期（T），2）圆周运动的物体在1s内沿圆周绕圆心转过的距离 叫频率（f）；3）做圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数 叫转速（n）（二）、匀速圆周运动 （1）定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的 相同这种运动就叫匀速圆周运动。 （2）匀速圆周运动是一种 运动，因为线速度的方向在 （三） 、匀速圆周运动物理量之间的关系（1） 线速度与周期的关系：由于做匀速圆周运动的物体，在一个周期内通过的弧长为2r，所以v= （2） 角速度与周期的关系：由于做匀速圆周运动的物体，在一个周期内半径转过的角度为2，则有角速度= （3） 公式总结：v=r= 1）当v一定时，与r成 比 2）当一定时及v与r成 比3） 当r一定时，v与成 比（四） 三种常见的传动装置及其特点1、皮带传动和齿轮传动主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的 大小相等。2、 共轴传动同一轮上各点的 相同随堂练习：1.关于角速度和线速度，下列说法正确的是 （ ）A.半径一定，角速度与线速度成反比B.半径一定，角速度与线速度成正比C.线速度一定，角速度与半径成正比D.角速度一定，线速度与半径成反比2.下列关于两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是 （ ）A.它们线速度相等，角速度一定相等B.它们角速度相等，线速度一定也相等C.它们周期相等， 角速度一定也相等D.它们周期相等， 线速度一定也相等4、 如图5所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于_。两轮的转速之比等于_，A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于_。5-5、6向心加速度 向心力 一、匀速圆周运动1、 做匀速圆周运动的物体，其加速度的方向总是_叫做_ 向心加速度的大小：an=_=_2、 匀速圆周运动的物体的向心加速度大小_，方向总是指向_，是时刻改变的，所以匀速圆周运动是一种_加速运动3、 向心加速度的作用（1） 意义：描述圆周运动线速度方向改变的快慢 （2） 作用：向心加速度方向总是与速度方向垂直，方向时刻改变，不论加速度a的大小是否变化，a的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动。（3） 表达式a=_=_=_=_=_ 4、向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向_的，这个力叫向心力作用效果：产生_,不断改变物体的线速度_，维持物体做圆周运动。方向：总是沿半径指向_大小：Fn=ma=_=_=_二、变速圆周运动（1）概念：线速度大小_的圆周运动叫变速曲线运动；（2）受力特点：物体所受合力F_不指向圆心，将F分解为沿圆弧切向的分力Ft和指向圆心的分力Fn；【例1】、关于向心力，一下说法正确的是（ ）A.向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力；B.向心力就是匀速圆周运动的物体所受的合外力； C.向心力是匀速圆周运动物体线速度变化的原因；D.只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动【实例分析】（1）下图光滑水平面绕圆心做匀速圆周运动的小球由_提供向心力（2）木块随圆盘一起做匀速圆周运动，则向心力由_提供，而且总是指向圆心；（3）汽车在十字路口拐弯时所需要的向心力就是由路面提供的_提供小结1：做匀速圆周运动的物体其向心力由 提供。 【练习1】一个做匀速圆周运动的物体，如果半径不变，角速度变为原来的3倍，所需的向心力比原来大32 N，则物体原来做匀速圆周运动的向心力大小为 N【练习2】如图所示，一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么（ ）A、木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心B、木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心C、因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力FnD、因为摩擦力总是阻碍物体运动的，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方向相反【例3】：1、 汽车过拱桥（凸形桥）， 则向心力由_和_提供。公式表示为F=_2、 汽车过凹形桥时,向心力公式表示为F=_(4)向心力由分力提供：FNG1G2G物体在竖直面内的光滑轨道内做圆周运动，经过某点时，向心力由支持力和重力在半径方向的分力提供即：F=_小结2：做非匀速圆周运动的物体其向心力由 提供1.如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1r2，O1C=r2， 则三点的向心加速度的关系为（ ）AaA=aB=aCBaCaAaBCaCaAaA2一质量为m的木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为r的球面，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则（ ）A木块的加速度为零B木块所受合外力为零C木块所受合外力的大小一定，方向改变D木块的加速度大小不变3、如图所示，半径为r的圆形转筒绕其竖直中心轴OO/转动，质量为m的小物 块a在圆筒的内壁上相对圆筒静止，它与圆筒间静摩擦力为Ff，支持力为FN， 则下列关系正确的是（ ）AFNm2r； B、Ff= m2r ； C、FN=mg； DFf=mg 4、一根长05 m的绳子，当它受到58 N的拉力时恰好被拉断现在绳的一端拴一个质量为04 kg的小球，使小球在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，当小球通过最低点时绳子恰好被拉断，则绳即将断开时小球受到的向心力大小是（ ） A98N ； B58N； C54N； Dl8N5、 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是（ ）A、在竖直方向汽车受到三个力：重力和桥面的支持力和向心力B、在竖直方向汽车只受两个力，重力和桥面的支持力C、汽车对桥面的压力小于汽车的重力D、汽车对桥面的压力大于汽车的重力6、如图所示，绳子拉着小球在光滑平面上做匀速圆周运动，则：( )A、角速度一定时，绳子越短越容易断； B、角速度一定时，绳子越长越容易断； C、线速度一定时，绳子越长越容易断； D、以上判断均不正确。 7、一细绳拴一质量 g的小球，在竖直平面内做半径 的圆周运动，取 ，求：（1）小球以 m/s的速度通过圆周最低点时，绳对小球的拉力多大？（2）小球以 m/s的速度通过圆周最低点时，绳对小球的拉力多大？5、7生活中的圆周运动 一、 火车弯道转弯问题1、火车转弯时，内外轨一样高：向心力来源 ，缺点： 2、转弯时，外轨略高于内轨：向心力来源 3、 火车拐弯时速度与向心力的讨论 转弯速度V，弯道规定速度V0 当V= V0 时， F合 F向，轮缘与内外轨 压力 当V V0 时, F合 F向， 挤压 ，提供 侧压力， 和 共同提供向心力 当V V0 时, F合 F向， 挤压 ，提供 侧压力， 和 共同提供向心力 例1汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是 ( ) A B C D 二、竖直平面内圆周运动的特点（1）无支撑型速度条件 受力情况 运动情况 速度条件 受力情况 运动情况 速度条件 受力情况 运动情况 绳例 2.一根长 的细绳，一端拴一质量 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：（1）小球通过最高点时的最小速度？（2）若小球以速度 通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动（2）有支撑型杆杆上力为零 速度条件 杆上力为拉力 速度条件 杆上力为支持力 速度条件 例3如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）Aa处为拉力，b处为拉力 Ba处为拉力，b处为推力Ca处为推力，b处为拉力 Da处为推力，b处为推力例4. 如图所示，光滑圆环半径为R，球的质量为m，球在该圆环内自由转动，已知在最高点处，球对圆环的弹力大小为F=mg，求这时小球的瞬时速度大小。三、离心运动（1）对离心运动的理解离心运动：在向心力 或合力 向心力的物体将 飞出或者做离圆心 的曲线运动，这种运动叫离心运动。 物体做离心运动的条件：向心力 或合力 向心力离心运动的应用： 、 、 防止离心运动造成的伤害： 、 （2）航天器中的离心现象1、任何关闭了发动机有不受 的飞行器的内部，都是一个 的环境。2、航天器失重的原因不是因为摆脱了地球引力，也不是因为离地球太远，而是因为重力完全充当了 例5洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时 衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力 衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大 以上说法正确的是 ( ) ABCD【课后巩固案】1关于列车转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是 ( )A内外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D以上说法都不对2.一个做匀速圆周运动的物体，当合力Fmr2时 ( )A将沿切线方向做匀速直线飞出 B将做靠近圆心的曲线运动C将做远离圆心的曲线运动 D将做平抛运动3宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的是 ( )A宇航员仍受重力的作用B宇航员受力平衡C宇航员受的重力正好充当向心力 D宇航员不受任何作用力4关于离心运动，下列说法中正确的 ( )A物体突然受到向心力的作用，将做离心运动。B做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动。C做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就将做离心运动。D做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动。5火车以某一速度v通过某弯道时，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=B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C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当火车质量改变时，安全速率也将改变6下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动 ( )汽车转弯时要限制速度 转速很高的砂轮半径不能做得太大。在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 洗衣机脱水工作。AB CD7.一根长05 m的绳子，当它受到58 N的拉力时恰好被拉断现在绳的一端拴一个质量为04 kg的小球，使小球在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，当小球通过最低点时绳子恰好被拉断，则绳即将断开时小球受到的向心力大小是 （ ）A98N ； B58N； C54N； Dl8N【拓展深化】8如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）A球A的线速度一定大于球B的线速度B球A的角速度一定小于球B的角速度C球A的运动周期一定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力9.如图所示，圆弧型拱桥AB的圆弧半径为40m，桥高10m，一辆汽车通过桥中央时桥受压力为车重的 1/2，汽车的速率多大？若汽车通过桥中央时对桥恰无压力，汽车的落地点离AB中点P多远？-可编辑-