（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第4章 第3讲 圆周运动

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第4章 第3讲 圆周运动内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 圆周运动知识一描述圆周运动的物理量1线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量v 速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量 期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量T ，T 心加速度：描述速度方向 变化快慢的物理量anr 2 v 2向心力：作用效果产生向心加速度 ，F nma 相互关系：(1)v r r)a v r4 2)Fnma nm m 2r )做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比()(2)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比()(3)匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因()知识二匀速圆周运动和非匀速圆周运动1匀速圆周运动(1)定义：线速度大 2、小不变的圆周运动(2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动(3)质点做匀速圆周运动的条件合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心2非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动(2)合力的作用光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 合力沿速度方向的分量 生切向加速度，F tma t，它只改变速度的大小合力沿半径方向的分量 生向心加速度，F nma n，它只改变速度的方向一位运动员在水平圆周上转动一只离转轴 1.8 m、质量为 链球，如图所示如果链球在 1.0 s 内转一周，则它的向心加速度为多大。 链条中的张力又是多大。 提示 ar 2r( )22T m 3、/1 m/2T 71 N497 心运动1本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向3 1受力特点(如图 43 1 所示)(1)当 F 2 时，物体做匀速圆周运动(2)当 F0 时，物体沿切线方向 飞出(3)当 时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动(1)离心现象是物体惯性的表现()(2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动( )(3)摩托车转弯时，如果超过一定速度，摩托车将发生滑动，这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (多选) 质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A速度的大 4、小和方向都改变B匀速圆周运动是匀变速曲线运动C物体所受合力全部用来提供向心力D向心加速度大小不变，方向时刻改变【解析】匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A 错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，B 错，D 对；由匀速圆周运动的条件可知，C 对【答案】型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动，分针的长度是时针长度的 ，则下列说法中正确的是( )A分针的角速度与时针的角速度相等B分针的角速度是时针的角速度的 60 倍C分针端点的线速度是时针端点的线速度的 18 倍D分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的 【解析】分针的角速度 1 针的角速度 2 30 2360 5、1 212 1，v 1v 2 1 281， 1 216 1，故只有 C 正确【答案】3 2(多选)(2013新课标全国卷 )公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图4 32，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为 ，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处()A路面外侧高内侧低 B车速只要低于 辆便会向内侧滑动C车速虽然高于 只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，v c 的值变小【解析】抓住临界点分析汽车转弯的受力特点及不侧滑的原因，结合圆周运动规律可判断汽车转弯时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明公路外侧高一些，支持力的水平分力刚好提供向 6、心力，此时汽车不受静摩擦力的作用，与路面是否结冰无关，故选项A 正确，选项 D 错误当 ，支持力的水平分力小于所需向心力，汽车有向外侧滑动的趋势，在摩擦力大于最大静摩擦力前不会侧滑，故选项 B 错误，选项 C 正确【答案】(2013北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动()A半径越大，加速度越大 B半径越小，周期越大C半径越大，角速度越小 D半径越小，线速度越小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】本题是以微观情景为背景，电子所受的库仑力提供向心力，可根据库仑定律和圆周运动知识来判断对电子来说，库仑力提供其做圆周运动的向心 7、力，则 k m m 2rm 2a ，v ， ，T ，因此选项 C 正确2案】29圆周运动中的运动学分析一、对公式 v r 的理解当 r 一定时，v 与 成正比当 一定时，v 与 r 成正比当 v 一定时， 与 r 成反比二、对 a 2r v 的理解v 一定时，a 与 r 成反比；在 一定时，a 与 r 成正比1 个示范例 图 43 3如图 433 所示是一个玩具陀螺，a、b 和 c 是陀螺表面上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b 和 c 三点的线速度大小相等Bb、c 两点的线速度始终相同C b、c 两点的角速度比 a 点的大Db、c 两点的加速度 8、比 a 点的大【解析】当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时，a、b 和 c 三点的角速度相同，a 半径小，线速度要比 b、c 的小，A、C 错；b 、c 两点的线速度大小始终相同，但方向不相同，B 错；由 a 2r 可得 b、c 两点的加速度比 a 点的大，D 对【答案】)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同(2)皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1 个预测例 图 43 4如图 43 4 所示，半径为 r20 两圆柱体 A 和 B，靠电动机带动按相同方向均以角速度 8 s 转动，两圆柱体的转 9、动轴互相平行且在同一平面内，转动方向已在图中标出，质量均匀的木棒水平放置其上，重心在刚开始运动时恰在 B 的正上方，棒和圆柱间动摩擦因数 圆柱体中心间的距离 s1.6 m，棒长 l3.2 m重力加速度取10 m/从棒开始运动到重心恰在 A 的正上方需多长时间。 【审题指导】(1)开始时，棒与 A、B 有相对滑动先求出棒加速的时间和位移(2)棒匀速时与圆柱边缘线速度相等，求出棒重心匀速运动到 A 正上方的时间【解析】棒开始与 A、B 两轮有相对滑动，棒受向左摩擦力作用，做匀加速运动，末速度 v r8m/s 1.6 m/s，加速度 a g1.6 m/间 1 s，间内棒运动位移 1此后棒与 A、B 无 10、相对运动，棒以 v r 做匀速运动，再运动 s2ss 1m，重心到 A 的正上方需要的时间 s，故所求时间 tt 1t 21.5 案】1.5 30圆周运动的动力学分析一、向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力二、向心力的确定1确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置2分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力三、解决圆周运动问题的主要步骤1审清题意，确定研究对象2分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等3分析物体的受力情 11、况，画出受力示意图，确定向心力的来源4据牛顿运动定律及向心力公式列方程5求解、讨论1 个示范例 (2013 江苏高考) 如图 43 5 所示， “旋转秋千 ”中的两个座椅 A、B 质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()图 43 5AA 的速度比 B 的大光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 A 与 B 的向心加速度大小相等C悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂 A 的缆绳所受的拉力比悬挂 B 的小【解析】A、B 绕竖直轴匀速转动的角速度相等，即 A B 但 ，重力和座位对人向下的压力提供向心力；gR 12、 选项 C 错误、D 正确案】 圆周运动中的极值问题图 43145如图 4314 所示，用细绳端系着的质量为 M0.6 物体 A 静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔 O 吊着质量为 m0.3 小球 B，A 的重心到O 点的距离为 0.2 m若 A 与转盘间的最大静摩擦力为 N，为使小球 B 保持静止，求转盘绕中心 O 旋转的角速度 的取值范围(取 g10 m/解析】要使 B 静止，A 必须相对于转盘静止 具有与转盘相同的角速度A 需要的向心力由绳的拉力和静摩擦力的合力提供角速度取最大值时，A 有离心趋势，静摩擦力指向圆心 O；角速度取最小值时，A 有向心趋势，静摩擦力背离圆心 的最大值为 1，最小值为 2对于 B：F T：F TF f 或 f21 2代入数据解得 1s， 22.9 .9 s 6.5 s.【答案】2.9 s s。