高考物理《圆周运动》材料分析.docx

1、高考物理圆周运动材料分析2017高考物理圆周运动材料分析 2017高考物理圆周运动材料分析第3节圆周运动考点一| 圆周运动的基本概念1线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量v2角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量3周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量T，T4向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量anr2vr相互关系：(1)vrr2rf(2)anr2vr42f2r(2016浙江4月学考)如图4&sh;3&sh;1为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他()图4&sh;3&sh;1A所受的合力为零，做匀速运动B所受的合力恒定，做匀加速运动所受

2、的合力恒定，做变加速运动D所受的合力变化，做变加速运动D运动员做匀速圆周运动，其加速度指向圆心，方向时刻变化，为变加速运动，合力也指向圆心，方向时刻变化D正确(2016浙江10月学考)在“G20”峰会“最忆是杭州”的艺演出中，芭蕾舞演员保持如图4&sh;3&sh;2所示姿式原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为A、B，线速度大小分别为vA、vB，则()图4&sh;3&sh;2AA<BBA>BvAvBD该模型为同轴转动模型，可以得出角速度一样，因此半径大的点线速度大，所以A、B两点角速度一样，线速度A处大于B处故选D1对公式vr的理解(1)当r一定时，v与成正比；(2)当一定

3、时，v与r成正比；(3)当v一定时，与r成反比2常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图4&sh;3&sh;3所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB图4&sh;3&sh;3(2)摩擦传动：如图4&sh;3&sh;4甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB图4&sh;3&sh;4(3)同轴传动：如图乙、丙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，AB，由vr知v与r成正比1对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是()A相等的时间内通过的路程相等B相等的时间内通过的弧长相等相等的时间内通过的位移相等D相等的时间内转过的角度相

4、等匀速圆周运动是指线速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，故选项A、B、D正确；相等的时间内通过的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故选项错误2皮带传动装置如图4&sh;3&sh;所示，两轮的半径不相等，传动过程中皮带不打滑关于两轮边缘上的点，下列说法正确的是() 图4&sh;3&sh;A周期相同B角速度相等线速度大小相等D向心加速度相等皮带不打滑时，皮带上各点的线速度大小相等，正确3如图4&sh;3&sh;6所示，当正方形薄板绕着过其中心并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点()图4&sh;3&sh;6A角速度之比AB1B角速度之比A

5、B1线速度之比vAvB1D线速度之比vAvB1D板上A、B两点的角速度相等，角速度之比AB11，选项A、B错误；线速度vr，线速度之比vAvB1，选项错误，D正确4(加试要求)如图4&sh;3&sh;7是自行车传动装置的示意图，其中是半径为r1的大齿轮，是半径为r2的小齿轮，是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为()图4&sh;3&sh;7ABDD因为要计算自行车前进的速度，即车轮边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮和轮边缘上的线速度的大小相等，据vr可知：r11r22，已知1，则轮的角速度2，因为轮和轮共轴，所以转动的角速度相等即32，根据vr可知，v3r33

6、考点二| 圆周运动中的动力学分析1匀速圆周运动的向心力(1)作用效果向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小(2)大小F2rrv42f2r(3)方向始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力(4)(加试要求)向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供2离心现象的受力特点(只必考要求)图4&sh;3&sh;8当Fr2时，物体做匀速圆周运动；当F0时，物体沿切线方向飞出；当FFDFB>FB在平直公路上行驶时，重力等于支持力，由牛顿第三定律知，压力等于支持力，所以压力FAg；汽车到达B点时，有向下的加速度，汽车失重，故支持力小于重力，

7、因而压力小于重力；在点时与在B点时相反，压力大于重力，所以F>FA>FB，故B正确2(2017通化高三检测)如图4&sh;3&sh;10所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，充当向心力的是()图4&sh;3&sh;10A重力B弹力静摩擦力D滑动摩擦力B物体在竖直方向上受重力和静摩擦力作用，两力平衡，在水平方向上受弹力作用，弹力充当向心力，B正确3(2017绍兴市调研)奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”的动作，难度系数非常大假设运动员质量为，单臂抓杠杆身体下垂时，手掌到人体重心的距离为l如图4&sh;3&sh;11所示，在运动员单臂回转从顶点倒立转至最低点过程中，可将

8、人体视为质量集中于重心的质点，且不考虑手掌与单杠间的摩擦力，重力加速度为g，若运动员在最低点的速度为2，则运动员的手臂拉力为自身重力的() 图4&sh;3&sh;11A2倍B3倍4倍D倍D对运动员在最低点受力分析，由牛顿第二定律可得，Fg，解得，Fg，D项正确4(加试要求)在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图4&sh;3&sh;12所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L80 ，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H8 ，若把铁索看做是圆弧，已知一质量2 g的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 /s，那么()图4&sh

9、;3&sh;12A人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动B可求得铁索的圆弧半径为100 人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为70 ND人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为0 N人借助滑轮下滑过程中，其速度是逐渐增大的，因此人在整个铁索上的运动不能看成匀速圆周运动；设圆弧的半径为r，由几何关系，有：(rH)22r2，解得r104 ；人在滑到最低点时，根据牛顿第二定律得：FNg，解得FN70 N，选项正确考点三| 竖直面内圆周运动的临界问题1在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支

10、撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管)约束模型”2绳、杆模型涉及的临界问题绳模型杆模型常见类型过最高点的临界条由g得v临由小球恰能做圆周运动得v临0讨论分析(1)过最高点时，v，FNg，绳、圆轨道对球产生弹力FN(2)不能过最高点时，v<，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道(1)当v0时，FNg，FN为支持力，沿半径背离圆心(2)当0时，FNg，FN指向圆心并随v的增大而增大(2016浙江4月学考)如图4&sh;3&sh;13所示，装置由一理想弹簧发射器及两个轨道组成其中轨道由光滑轨道AB与粗糙直轨道B平滑连接，高度差分别是h1020 、h2010 ，B水平距离L100 轨

11、道由AE、螺旋圆形EFG和GB三段光滑轨道平滑连接而成，且A点与F点等高当弹簧压缩量为d时，恰能使质量00 g的滑块沿轨道上升到B点；当弹簧压缩量为2d时，恰能使滑块沿轨道上升到点(已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比)图4&sh;3&sh;13当弹簧压缩量为d时，若沿轨道运动，滑块能否上升到B点？请通过计算说明理由 【解析】恰能通过圆环最高点，需满足的条是g由弹簧压缩量为d时，恰好使滑块上升到B点得EpAgh1沿轨道运动时由A到F机械能守恒EpAv2联立解得v2 /s，R04 当R>R04 时，滑块会脱离螺旋轨道，不能上升到B点【答案】见解析/1(多选)(2016台州市六校高二联考)如

12、图4&sh;3&sh;14所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是()图4&sh;3&sh;14A甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力B乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力D丁图中，轨道车过最高点的最小速度为B在甲图中，当速度比较小时，根据牛顿第二定律得，gFN，即座椅给人

13、施加向上的力，当速度比较大时，根据牛顿第二定律得，gFN，即座椅给人施加向下的力，故A错误；在乙图中，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带一定给人向上的力，故B正确；在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力一定竖直向上，故正确；在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度为零，故D错误2(2017东阳模拟)一轻杆一端固定质量为的小球，以另一端为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图4&sh;3&sh;1所示，则下列说法正确的是()图4&sh;3&sh;1A小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零B小球过最高点的

14、最小速度是小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小A轻杆可对小球产生向上的支持力，小球经过最高点的速度可以为零，当小球过最高点的速度v时，杆所受的弹力等于零，A正确，B错误；若v<，则杆在最高点对小球的弹力竖直向上，gF，随v增大，F减小，若v>，则杆在最高点对小球的弹力竖直向下，gF，随v增大，F增大，故、D均错误3长度为1 的轻杆A的A端有一质量为2 g的小球，以点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图4&sh;3&sh;16所示，小球通过最高点时的速度为3 /s，g取10 /s2，则此时小球将()图4&sh;3&sh

15、;16A受到18 N的拉力B受到38 N的支持力受到2 N的拉力D受到2 N的支持力D设此时轻杆拉力大小为F，根据向心力公式有Fg，代入数值可得F2 N，表示受到2 N的支持力，选项D正确4如图4&sh;3&sh;17所示，小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是() 图4&sh;3&sh;17A小球通过最高点时的最小速度vinB小球通过最高点时的最小速度vin小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力小球沿光滑圆形管道上升，到达最高点的速度可以为零，A、B选项均错误；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由于重力的方向竖直向下，向心力方向斜向上，必须受外侧管壁指向圆心的作用力，正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，由于重力有指向圆心的分量，若速度较小，小球可不受外侧管壁的作用力，D错误