完整版高一物理圆周运动专题复习可编辑修改word版.docx

1、完整版高一物理圆周运动专题复习可编辑修改word版高一物理圆周运动专题复习知识精解匀速圆周运动典型问题剖析（一）运动学特征及应用匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变，而方向都是时刻变化的，因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。为了描述其运动的特殊性，又引入周期（T）、频率（f）、角速度（ ）等物理量，涉及的物理量及公式较多。经典例题1.基本概念、公式的理解和运用【例 1】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A. 线速度不变 B. 角速度不变 C. 加速度为零 D. 周期不变【例 2】在绕竖直轴匀速转动的圆环上有 A、B 两点，如图 1 所示，过 A、B 的半径与竖直轴的夹角分别为 30

2、和 60，则 A、B 两点的线速度之比为 ；向心加速度之比为 。B图 12.传动带传动问题【例 3】如图 2 所示，a、b 两轮靠皮带传动，A、B 分别为两轮边缘上的点，C 与 A 同在 a轮上，已知 rA = 2rB ， OC = rB ，在传动时，皮带不打滑。求：（1） C : B = ；（2）vC : vB = ；（3） aC : aB = 。ABCO rBAba图 2（二）动力学特征及应用物体做匀速圆周运动时，由合力提供圆周运动的向心力v 2 22 2且有 F合 = F向 = ma向 = m r1.基本概念及规律的应用= mr = mr( )T，其方向始终指向圆心【例 4】如图 3 所

3、示，质量相等的小球 A、B 分别固定在轻杆的中点和端点，当杆在光滑水平面上绕 O 点匀速转动时求杆 OA 和 AB 段对球 A 的拉力之比。B图 3解析 向心力 F向 是指做匀速圆周运动物体受到的合力，而不一定是某一个力，要对物体进行受力分析。【例 5】如图 4 所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有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作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A.球 A 的线速度必定大于球 B 的线速度B.球 A 的角速度必定小于球 B 的角速度C.球 A 的运动周期必定小于球 B 的运动周期D.球 A 对筒壁的压力必定大

4、于球 B 对筒壁的压力图 4解析 “向心力始终指向圆心”可以帮助我们合理处理物体的受力； 根据问题讨论需要，解题时要合理选择向心力公式。2.轨迹圆（圆心、半径）的确定【例 6】甲、乙两名滑冰运动员， M甲 = 80kg ， M乙 = 40kg ，面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演，如图 5 所示，两人相距 0.9m，弹簧秤的示数为 9.2N，下列判断中正确的是（ ）A.两人的线速度相同，约为 40m/sB.两人的角速度相同，为 6rad/sC.两人的运动半径相同，都是 0.45mD.两人的运动半径不同，甲为 0.3m，乙为 0.6m图 5解析 有些匀速圆周运动的轨迹圆是比较“隐蔽”的，一

5、旦理解错误，就会给解题带来麻烦， 如本题中两人做匀速圆周运动的半径并不是两人的间距，例 2 中 A、B 做圆周运动的圆心并不是圆环的中心 O 等。3.联系实际问题【例 7】司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶突然发现前方有一堵墙，他是刹车好还是转弯好？（设转弯时汽车做匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。）解析 设汽车质量为 m，车轮与地面的动摩擦因数为 ，刹车时车速为v0 ，此时车离墙距离为 s0 ，为方便起见，设车是沿墙底线的中垂线运动。若司机采用刹车，车向前滑行的v 2 v 2距离设为 s，则 s = 0 = 常数，若司采取急转弯法，则 mg = m 0 （R 是最小转弯半径），2

6、 g Rv 2R = 0 = 2s 。 g讨论：（1）若 s0 R ，则急刹车或急转弯均可以；（2）若 R s0 s ，则急刹车会平安无事，汽车能否急转弯与墙的长度和位置有关， 如图 6 所示，质点 P 表示汽车，AB 表示墙，若墙长度l 2R ，如图 6， l = 2(R - R cos ) ，则墙在 AB 和 CD 之间任一位置上，汽车转弯同样平安无事；（3）若 s0 v0 ，汽车所受的重力 G 小于过桥所需的向心力，汽车过桥时就会离开桥面飞起来。2.当汽车的速度v = v0 ，汽车所受的重力 G 恰好等于过桥需要的向心力，汽车恰好通过桥mv 2 面的最高点。(G = 0 , v =r 0

7、gr )3.当汽车的速度v v0 ，物体所受的重力 G 已不足以提供物体所需的向心力。不足的部分将由小球所受的绳的拉力来提供，只要不超过绳的承受力，已知物体的速度，就可求出对应v 2的拉力。(mg + FT = m r )2.当小球的速度v = v0 ，物体所受的重力 G 刚好提供物体所需的向心力。mv 2 (G = 0 , v =r 0gr )3.当小球的速度v v0 ，物体所受的重力 G 已不足以提供物体所需的向心力。不足的部分将由小球所受的杆的拉力来提供。（此时杆对小球的弹力为向下的拉力，参考图 3）。已知物v 2体的速度，就可求出对应的拉力。(mg + FT = m r )2.当小球的

8、速度v = v0 ，物体所受的重力 G 刚好提供物体所需的向心力。mv 2 (G = 0 , v =r 0gr )3.当小球的速度v v0 ，将挤压外轨；2.若火车的速度v m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的 倍，两物体用一根长为 L(L 25rad / s课后作业1、下面关于向心力的叙述中，正确的是（ ）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的

9、大小参考答案与解析:解析：向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力， 也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即向心力不做功.答案：ACD 主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用2、关于向心力的说法，正确的是（ ） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变参考答案与解析:解析：向心力并不是物体受到的一个特殊力，它是由其他力沿半径

10、方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变.答案：BCD 主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用3、如图 6-7-9 所示，质量为 m 的木块，从半径为 r 的竖直圆轨道上的 A 点滑向 B 点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中（ ）图 6-7-9A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变解析：木块做匀速圆周运动，所以木块所受合外力提供向心力. 答案

11、：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用4、甲、乙两名溜冰运动员，M 甲=80 kg,M 乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图 6-7-9 所示，两个相距 0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，下列判断正确的是（ ）图 6-7-9A.两人的线速度相同，约为 40 m/sB.两人的角速度相同，为 6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是 0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为 0.3 m,乙为 0.6 m解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为 F 向，角速度为 ，半径分别为 r 甲、r 乙.则F 向=M 甲 2r 甲=M 乙 2r 乙=9.2 Nr 甲+r 乙=0.9 m由两式可解得只有 D 正确答案：D 主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用课堂小结