第六章圆周运动Word文档格式.docx
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一、自主测评
1.表示匀速圆周运动的物理量有:
①线速度v=s/t:
式中s是t时间内通过的圆弧长度,方向在圆周的切线方向上,因方向总在改变,所以匀速圆周运动是变速运动。
p1EanqFDPw
②角速度ω=φ/t:
式中φ是t时间内半径所转过的角度。
若半径为r,则v与ω的关系是v=ωr。
③周期<
或频率):
做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期,周期的倒数叫频率,周期与线速度间的关系是T=
,与角速度间的关系式是T=
。
DXDiTa9E3d
④加速度:
因为匀速圆周运动的加速度总沿半径指向圆心,所以,此加速度叫向心加速度。
用速度、角速度、周期表示向心加速度的式子分别为a=
=
RTCrpUDGiT
2.向心力的来源
做圆周运动的物体,必然受到向心力的作用,向心力是物体受到指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的,不是某种性质的力。
它可以由某一个力提供,也可以由若干个力的合力提供,甚至是一个力的分力提供。
当物体所受到的合外力小于所需要提供的向心力时,物体做离心运动。
5PCzVD7HxA
3.物体做离心力运动的条件是:
合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力。
4.在水平路面上行驶的汽车,转弯时所需的向心力来源于静摩擦力。
如果转弯时速度过大,所需的向心力过大,所需的向心力F大于最大静摩擦力Fmax,汽车将做离心运动而造成交通事故。
因此,在转弯处,车辆行驶不允许超过规定的速度。
jLBHrnAILg
二、典型例题
1.物体做匀速圆周运动时,所受的合外力<
)
①可能为零②不可能为零③可能为恒力④不可能是恒力
A.①②B.②③C.②④D.①④
解读:
匀速圆周运动是变速运动,做变速运动的物体加速度不为零,故②正确,由于其加速度总是沿半径指向圆心,合力也总是沿半径指向圆心,方向在变,故④正确。
xHAQX74J0X
答案:
C
2.关于匀速圆周运动的说法,以下说法正确的是<
A.因为a=
,所以向心加速度与半径成反比
B.因为a=ω2r,所以向心加速度与半径成正比
C.因为ω=
,所以角速度与半径成反比
D.因为ω=2πn,所以角速度与转速成正比
a与r成反比的条件是v一定,a与r成正比的条件是ω一定,ω与r成反比的条件是v一定,故A、B、C错误。
LDAYtRyKfE
D
3、一圆盘可绕一通过圆盘中心O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,如图6-11-1所示,那么<
)Zzz6ZB2Ltk
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心
图
B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心
C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同
D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反
E.因为二者是相对静止的,圆盘与木块之间无摩擦力
由于木块随圆盘一起作匀速圆周运动,时刻存在着一个沿半径指向圆心的向心加速度,因此,它必然会受到一个沿半径指向中心、产生向心加速度的力——向心力。
dvzfvkwMI1
以木块为研究对象进行受力分析:
在竖直方向受到重力和盘面的支持力,它处于力平衡状态,在盘面方向,可能受到的力只有来自盘面的摩擦力<
静摩擦力),木块正是依靠盘面的摩擦力作为向心力使它随圆盘一起匀速转动,所以,这个摩擦力的方向必沿半径指向中心。
rqyn14ZNXI
B
4.质量为m的小木块从半球形的碗口下滑,如图6-11-2所示,已知木块与碗的内壁的滑动摩擦因数为μ,木块滑到最低点的速度为ν,那么木块在最低点受到的摩擦力为<
)EmxvxOtOco
A.μmgB.μm
C.0D.μm(g+
>
设木块在最低点所受到的弹力为N,重力为G=mg,据牛顿第二定律:
N-mg=m
所以:
N=m<
g+
)
∴Ff=μN=μm<
5.图6-11-3所示,为一皮带传动装置。
右轮的半径为r,a是它边缘上的一点。
左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r。
b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。
c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。
在转动过程中皮带不打滑。
测a、b、c、d四点线速度、角速度之比各多大?
<
)SixE2yXPq5
A.2∶1∶2∶4,1∶2∶2∶2
B.1∶2∶2∶4,2∶2∶2∶1
C.1∶1∶2∶4,2∶2∶1∶1
D.2∶2∶2∶4,2∶2∶4∶4
皮带不打滑,说明右边小轮边缘的线速度与轮轴小轮边缘的线速度相等。
即有:
Va=Vc①
由rωa=2rωc,得:
ωa=2ωc②
轮轴上各点角速度相等,即:
ωb=ωc=ωd③
Vb∶Vc∶Vd=1∶2∶4④
综合①~④式得:
Va∶Vb∶Vc∶Vd=2∶1∶2∶4
ωa∶ωb∶ωc∶ωd=1∶2∶2∶2
A
三、基础训练
1.物体做匀速圆周运动的条件是<
A.物体有一定的初速度,且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用
B.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向变化的力的作用
C.物体有一定的初速度,且受到一个方向始终指向圆心的力的作用
D.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用
2.关于向心力的说法错误的是<
A.物体受到向心力的作用才可能做匀速圆周运动
B.向心力是指向圆心的力,是根据作用效果命名的
C.向心力可以是物体受到的几个力的合力,也可以是某个实际的力或某个力的分力
D.向心力的作用是改变物体速度的方向,但也可能改变物体的速率
3.一个水平的圆盘上放一个木块,木块随圆盘绕通过圆盘中心的竖直轴匀速转动,如图6-11-4所示,木块受到的圆盘所施的摩擦力的方向为<
)6ewMyirQFL
A.方向指向圆盘的中心
B.方向背离圆盘的中心
C.方向跟木块运动的方向相同
D.方向跟木块运动的方向相反
4.关于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是<
A.它描述的是线速度方向变化的快慢
B.它描述的是线速度大小变化的快慢
C.它描述的是向心力变化的快慢
D.它描述的是角速度变化的快慢
5.一个物体作匀速圆周运动,在其运动过程中,不发生变化的物理量是<
A.线速度
B.角速度
C.向心加速度
D.合外力
6.物体做离心运动时,运动轨迹<
A.一定是直线
B.一定是曲线
C.可能是直线,也可能是曲线
D.可能是圆
7.离心沉淀器的试管内的液体混合着泥沙、水和食用油,用当离心机的转速不断增加时,最后物体的排列顺序<
由圆心向外)是<
)kavU42VRUs
A.食用油、水、泥沙
B.泥沙、水、食用油
C.泥沙、食用油、水
D.水、泥沙、食用油
8.关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体,下列有关说法中正确的是<
A.它们的线速度相等,角速度一定相等
B.它们的角速度相等,线速度一定相等
C.它们的周期相等,角速度一定相等
D.它们的周期相等,线速度一定相等
9.一辆汽车保持恒定速度率驶过一座圆弧形凸桥,在此过程中,汽车<
A.作匀速运动
B.作匀变速运动
C.加速度大小恒定
D.所受合外力为零
10.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,
在相等时间里甲转过60°
,乙转过45°
,则它们所受外力的合力之比为<
A.1∶4
B.2∶3
C.4∶9
D.9∶16
四、能力训练
11.时针、分针和秒针转动时,下列正确说法是<
A.秒针的角速度是分针的60倍
B.分针的角速度是时针的60倍
C.秒针的角速度是时针的360倍
D.秒针的角速度是时针的86400倍
12.火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是<
)y6v3ALoS89
A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损
B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易摩损
C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不摩损
D.以上三种说法都是错误的
13.A、B、C三具物体放在水平转台上,它们与台面的摩擦系数相同,质量之比为3∶2∶1。
与转轴的距离之比为1∶2∶3,当转台以角速度ω旋转时它们均无滑动,它们受到的静摩擦力的大小关系是<
)M2ub6vSTnP
A.fA<fB<fC
B.fA>fB>fC
C.fA=fB<fC
D.fA=fB>fC
申明:
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