（金版学案）2016年高考物理一轮复习（课件+习题+章未整合）第四章曲线运动　万有引力定律 第3课　圆周运动及其应用

（金版学案）2016年高考物理一轮复习（课件+习题+章未整合）第四章曲线运动　万有引力定律 第3课　圆周运动及其应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 圆 周 运 动第 3 课圆周运动及其应用考 点 一 匀 速 圆 周 运 动 、角 速 度 、线 速 度 、向 心 加 速 度1匀速圆周运动(1)定义：在相等时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动(2)性质：加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动(3)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心2描述匀速圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度等，如下表所示：定义、意义 公式、单位 相互关系线速度描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(v)是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切v 位：m/世昌的博客 描述物体 2、绕圆心转动快慢的物理量()中学不研究其方向 t 2T单位：期是物体沿圆周运动一圈的时间(T)转速是物体在单位时间内转过的圈数(n)，也叫频率(f)T ，2 单位：sn 的单位： r/s、r/f ，单位：述速度方向变化快慢的物理量(a n)方向指向圆心a n 2位：m/s 2vr 22 a n 4 2 二 匀 速 圆 周 运 动 的 向 心 力1作用效果：产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小2大小：Fm m m4 2向：始终沿半径方向指向圆心4来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还高中物理资源下载平台世昌的博客 考 点 三 离 心 现 象1离心运动(1)定义 3、：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的运动(2)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)受力特点：当 Fnr 时，物体做 匀速圆周运动；当 时，物体沿切线方向飞出；当 r，物体将逐渐靠近圆心，做近心运动,高中物理资源下载平台世昌的博客 在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于 a 和 b 两地时，下列表述正确的是(该物体在 a、b 两地所受合力都指向地心B该物体在 a、b 两地时角速度一样大C该物体在 b 地时线速度较大D该物体在 b 地时的向心加 4、速度较小解析：物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，即物体所受合外力指向圆周运动的圆心位置，A 错误；两点都随地球做圆周运动，是同轴问题，有相同的角速度，B 正确；由 vr 知，b 处线速度大，C 正确；由 a 2r 知，a 处向心加速度小，D 错误2如图所示，长为 L 的细绳一端固定，另一端系一质量为 m 的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为 ，下列说法中正确的是 (小球受重力、绳的拉力和向心力作用B小球只受重力和绳的拉力作用C 越大，小球运动的速度越大高中物理资源下载平台世昌的博客 越大，小球运动的周期越大解析： 5、对小球进行受力分析，小球受重力 子的拉力 A 错误，B 正确；拉力在水平方向上的分力充当向心力，拉力在竖直方向上的分力与重力大小相等，F m m ，F 联立解得 v 42T ，根据数学上的三角函数关系， 越大， 42球运动的周期越小，C 正确，D 错误3如图所示，有一内壁光滑的试管装有质量为 1 g 的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴 O 上，转动轴到管底小球的距离为 5 试管在竖直平面内做匀速转动问：(1)转动轴达到某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的 3 倍，此时角速度多大。 (2)当转速 10 s 时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少。 (g 取 10 m/析： 6、(1) 转至最低点时，小球对管底压力最大；转至最高点时，小球对管底压力最小，最低点时管底对小球的支持力 2的 3 倍，即：F 2，根据牛顿第二定律有：最低点：F 1，高中物理资源下载平台世昌的博客 ：F 2，由得 s20 s.4102)在最高点时，设小球不掉下来的最小角速度为 0，则：200 s14.1 10 以 B，即绳 断高中物理资源下载平台世昌的博客 用一根细绳，一端系住一个质量为 m 的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方 h 处，绳长 l 大于 h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动若使小球不离开桌面，其转速最大值是(A)A. B12 gh D212 gl 速最大时，小球对桌面刚好无 7、压力，则 F 向 2，即 ，其中 ，所以 n 2 12，故选 量为 60 体操运动员做“单臂大回环” ，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动如图所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为( 忽略空气阻力，g10 m/s 2)(C)A600 N B2 400 000 N D3 600 运动员的重心到单杠的距离为 R，在最低点的最小速度为 v，则有 R，F，由以上二式联立并代12 3 000 一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定高中物理资源下载平台世昌的博客 ，如图所示设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为 ，线的张力为 2 变化的图象是图中的( C)解析：小球 8、角速度 较小，未离开锥面时，设线的张力为 的长度为 L，锥面对小球的支持力为 有 F F F ，可得出：F Tm 2见随 由 0 开始增加， 开始随 2的增大，线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，F T，得 FTL，可见 2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有 C 正确二、不定项选择题6小球 m 用长为 L 的悬线固定在 O 点，在 O 点正下方 处有一光滑圆钉 C(如图所示)现把小球拉到悬悬线呈竖直状态且被钉挂住的瞬间，下列说法中正确的是(小球的速度突然增大B小球的速度仍不变C小球的向心加速度不变D悬线的拉力突然增大高中物理资源下载平台世昌的博客 ：小球没有受到冲击力，其速 9、度是不会突变的，会保持原来的大小和方向越过最低点；而由于绳子被钉挂住，其半径为原来的一半，由 a 可知向心加速度变大；根据牛顿第二定律mg Tmg知悬线的拉力突然增大7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 有关下列说法正确的是(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Cr 一定时， v 越小则要求 h 越大Dr 一定时， v 越大则要求 h 越大解析：设轨道平面与水平方向的夹角为 ，由 m ， v 一定时，r 越大，越小，内外轨道的高度h 越小，故 A 正 10、确， B 错误；当 r 一定时，v 越大，越大，内外轨道的高度差越大，故 C 错误，D 正确8如图所示，一根细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q 上，Q 放在带小孔的水平桌面上小球在某一水平面内做匀速圆周运动( 圆锥摆) 现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块 Q 都保持在桌面上静止则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是(中物理资源下载平台世昌的博客 Q 受到桌面的支持力变大B Q 受到桌面的静摩擦力变大C小球 P 运动的角速度变大D小球 P 运动的周期变大解析：小球受力分析如图，竖直方向有，平方向有 变大，则角速度 变大，选项 C 11、 正确，选项 D 错误；竖直方向上仍有 T而 Q 受到桌面的支持力 Nm m Qg选项 A 错误；Q 受到桌面的静摩擦力 fT随 变大而增大，选项 B 正确9如图所示，一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，此摩擦作用使物块下滑时速率保持不变，则下列说法正确的是(因物块速率保持不变，故加速度为零B物块所受合外力大小不变，方向在变C在滑到最低点以前，物块对曲面的压力越来越大D在滑到最低点以前，物块受到的摩擦力越来越小解析：物块速率不变，可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分，物块所受合外力充当所需的向心力，故合外力大小不变，高中物理资源下载平台世昌的博客 ，向心加速度不为零，A 错，B 对；对物块受力分析并正交分解可得 FNm ，而且其中 越来越小，所以 f，其中 越来越小，所以 C、D 对10 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为 R，小球半径为 r，。