高一物理學(xué)案圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)

1、第5章期末復(fù)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)任務(wù)一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量自學(xué)：1、一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，在時(shí)間t內(nèi)從A到B轉(zhuǎn)過的弧長為s，則質(zhì)點(diǎn)通過C點(diǎn)時(shí)線速度的大小為 ，方向沿 的切線方向；質(zhì)點(diǎn)通過C點(diǎn)時(shí)角速度的大小為 ；質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 ；質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 ，方向從 指向 。2、關(guān)于向心加速度的物理意義，下列說法正確的是（ ）A. 它描述的是線速度方向變化的快慢 B.它描述的是線速度大小變化的快慢C.它描述的是轉(zhuǎn)速變化的快慢 D.它描述的是角速度變化的快慢3、如圖所示，在皮帶傳動(dòng)裝置中，主動(dòng)輪A和從動(dòng)輪B半徑不等，皮帶與輪之間無相對滑動(dòng)，則下列說法中正確的是A兩輪的角速度相等 B兩

2、輪邊緣的線速度大小相等C兩輪邊緣的向心加速度大小相等 D兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同任務(wù)二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及其來源自學(xué)：分析下列幾種情形做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力情況并確定其向心力的來源。圖1， 圓盤勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與圓盤保持相對靜止；圖2，轉(zhuǎn)筒勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與轉(zhuǎn)筒保持相對靜止；圖3，細(xì)繩栓一小球使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；圖4，用懸線將小球系在天花板上，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圓錐擺）；圖5，小球套在光滑圓環(huán)上，與圓環(huán)保持相對靜止，圓環(huán)繞豎直方向?qū)ΨQ軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；圖6，小球沿光滑固定漏斗內(nèi)壁做水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；圖7，火車以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎。小結(jié)：1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，受到

3、的合外力一定沿 方向，提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的 。2、圖4到圖7對應(yīng)的4種情形物體的受力有何共同之處？探究：在如圖所示的圓錐擺中，已知繩子長度為L ，繩子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與豎直方向的夾角為 ，試求繩子對小球的拉力和小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期、角速度、線速度。針對訓(xùn)練、如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A球A的角速度大于球B的角速度 B球A的線速度大于球B的線速度C球A的運(yùn)動(dòng)周期小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D球A對筒壁的壓力等于球B對筒壁的壓力AB任務(wù)三、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)2 / 8探究：如圖所示，質(zhì)量m=0.1

4、kg的小球在長為L=0.3m的輕桿作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知小球在最高點(diǎn)的速率為v1=2m/s，最低點(diǎn)的速率v2=4m/s。g取10m/s2，分別求小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)輕桿對小球的作用力的大小與方向。小結(jié)：在豎直面內(nèi)做半徑為R的變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，受的的沿 方向的合外力或合外力沿 方向的分力提供向心力；物體通過最高點(diǎn)的速度v= 時(shí)，物體此時(shí)只受重力的作用。評價(jià)1、質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 A在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)的位移都相等 B在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等C在任何相等的時(shí)間里，連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等D在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度都相等2、關(guān)于向心加速

5、度，下列說法正確的是A向心加速度越大，物體速率變化越快 B向心加速度大小與軌道半徑成反比C向心加速度方向始終與速度方向垂直 D在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的3、A、B兩質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)，它們通過的弧長之比sA ：sB =2:3，而轉(zhuǎn)過的角度之比：，則它們的周期之比 ，角速度之比 ，線速度之比 .勻速圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說法中正確的是（ ） A.由可知，與r成反比 B.由可知，與r成正比 C.當(dāng)一定時(shí)，與r成反比 D.由可知，角速度與轉(zhuǎn)速n成正比2關(guān)于向心加速度，下面說法正確的是（ ） A.向心加速度是描述線速度變化的物理量 B.向心加速度只改

6、變線速度的方向，不改變線速度的大小 C.向心加速度大小恒定，方向時(shí)刻改變 D.向心加速度的大小也可用來計(jì)算3一小球被細(xì)線拴著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其軌道半徑為R，向心加速度為，則 A.小相對于圓心的位移不變 B.小球的線速度為C.小球在時(shí)間t內(nèi)通過的路程 D.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為4.下列說法中正確的是 ( )A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小保持不變，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒有加速度B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻都在改變，所以必有加速度C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小保持不變，所以是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小雖然不變，但方向始終指向圓心，加速度的方向發(fā)生了

7、變化，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)既不是勻速運(yùn)動(dòng)，也不是勻變速運(yùn)動(dòng)5.甲乙物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲球的軌道半徑是乙球的2倍，在1min內(nèi)甲球轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)是乙球的1/2，則兩球的加速度之比是( )A1:1 B1:2 C2:3 D3:26.繩一端系重物，手執(zhí)另一端使重物在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下述說法正確的是A.角速度一定時(shí)，線長易斷 B.線速度一定時(shí)，線長易斷C.周期一定時(shí)，線長易斷 D.向心加速度一定時(shí)，線短易斷7.上海錦江樂園新建的“摩天轉(zhuǎn)輪”可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其直徑達(dá)98m，世界排名第五。游人乘坐時(shí)，轉(zhuǎn)輪始終不停地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周用時(shí)25min，則。A.每時(shí)每刻，每個(gè)人受到的合力都不等于零 B

8、.每個(gè)乘客都在做加速度為零的勻速運(yùn)動(dòng)C.乘客在乘坐過程中，對座位的壓力始終不變D.乘客在乘坐過程中的機(jī)械能始終不變8.由于地球自轉(zhuǎn)，地球上的物體都隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)。所以（ ）A在我國各地的物體都有相同的角速度；B位于赤道地區(qū)的物體的線速度比位于兩極地區(qū)的??；C位于赤道地區(qū)的物體的線速度比位于兩極地區(qū)的大；D地球上所有物體的向心加速度方向都指向地心。9、在水平圓盤上分別放甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量分別為m、2m、3m的物體，其軌道半徑分別為r、2r、3r如圖所示，三個(gè)物體的最大靜擦力皆為所受重力的k倍，當(dāng)圓盤角速度由小緩慢增加，相對圓盤首先滑動(dòng)的是：（ ）A、甲物體 B、乙物體C、丙物體 D、三個(gè)物體同時(shí)

9、滑動(dòng) 10.如圖6-7-10所示，半徑為r的圓柱形轉(zhuǎn)筒，繞其豎直中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，小物體在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，要使小物體不下落，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為 A. B. C. D. 11.一輛卡車在丘陵地勻速行駛,地形如圖6-8-5所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是A.a處 B.b處 C.c處D.d處12.關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)、外鐵軌間的高度關(guān)系，下列說法中正確的是【 B 】A內(nèi)、外軌一樣高，以防列車傾倒造成翻車事故B外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌的側(cè)向擠壓C因?yàn)榱熊囖D(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車翻倒D以上說法均不對1

10、3已知rB=2rA，分析下圖中A、B兩點(diǎn)的線速度、角速度有什么關(guān)系？14已知rA=rB=2rC，分析下列情況下，輪上各點(diǎn)的線速度、角速度有什么關(guān)系？由v=r可得（1）當(dāng)v一定時(shí)，與r成_。（2）當(dāng)一定時(shí)，v與r成_。（3）當(dāng)r一定時(shí)，v與成_ 15某時(shí)鐘上秒針、分針、時(shí)針的長度之比為L1:L2 :L3=3:2:1，試求：（1）秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比；（2）秒針、分針、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比；（3）秒針、分針、時(shí)針尖端的線速度之比。16一根長0.5m的繩子受15N的拉力就會(huì)拉斷，現(xiàn)把繩的一端固定，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的小球，使小球以繩長為半徑在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，問允許的

11、最大角速度是多少？17一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是4rad/s盤面上距盤中心0.01m的位置有一個(gè)質(zhì)量為0.10kg的小物體能夠隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)如圖5617所示，求物體轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度的大小和方向圖5-6-1718.水平放置的圓盤，可以繞中心O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，盤上放一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的鐵塊，鐵塊與中間一根質(zhì)量可以不計(jì)的彈簧秤相連接，如圖所示。鐵塊隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是10rad/s時(shí)，鐵塊距中心O點(diǎn)40cm遠(yuǎn)，這時(shí)彈簧秤的示數(shù)是10N，則圓盤對鐵塊的摩擦力大小是 N。19、如右圖所示的圓錐擺，擺線與豎線的夾角為，則小球的的向心加速度為 ；若擺球的質(zhì)量為M，則向心力的大小等于 ，繩子的受到的

12、拉力為 。20.一列火車以72km/h的速度運(yùn)行，在駛近一座鐵橋時(shí)，火車以0.1m/s2的加速度減速，90s后到達(dá)鐵橋，如果機(jī)車輪子半徑為60cm，車廂輪子的半徑為36cm，求火車到達(dá)鐵橋時(shí)機(jī)車輪子和車廂輪子的轉(zhuǎn)速和輪子邊緣的向心加速度。（車輪與軌道間無滑動(dòng)。）豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)大多是變速圓周運(yùn)動(dòng)，對這類問題我們只討論最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，請看下面的問題：例1如圖所示沒有支撐的小球，如細(xì)繩約束(圖甲)、外側(cè)軌道約束（圖乙）下，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)能過最高點(diǎn)的最小速度是多少？若小球的速度大于臨界速度繩或軌道對小球的彈力發(fā)生怎樣的變化？若小球的速度小于臨界速度又會(huì)出現(xiàn)什么情況？（設(shè)小球的質(zhì)量為m，

13、繩長、軌道半徑均為R） 例2如圖所示輕桿約束下，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)時(shí)的情況。（1）臨界條件：由于桿的支撐作用，小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)的臨界速度_。（2）小球在最高點(diǎn)，輕桿對小球的彈力情況：當(dāng)V=0時(shí)，輕桿對小球有豎直_的支持力，F(xiàn)=_。當(dāng)V=時(shí)，mg = m，F(xiàn)=_。當(dāng)0V時(shí)，桿對小球有指向圓心的拉力F，且隨V增大F將如何變化？例3如圖所示小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)時(shí)，光滑硬管對小球的彈力情況。當(dāng)V=0時(shí)，管的內(nèi)壁下側(cè)對小球有豎直_的支持力，F(xiàn)N=_。當(dāng)V=時(shí)，F(xiàn)N=_。當(dāng)0V時(shí)，管的內(nèi)壁上側(cè)對小球有豎直_的壓力，大小隨V增大而_。思考：通過上面幾個(gè)例子的分析，請同學(xué)們比較一下繩約

14、束和桿約束（軌道約束）的區(qū)別？【思考練習(xí)】1長L=0.5m的輕桿，一端固定于O點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量m=3kg的小球，繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率為V=2m/s，此時(shí)桿受到【 】A6N的拉力 B6N的壓力 C24 N的拉力 D24 N的壓力 2繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長為L=60cm,求： （1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率； （2）水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時(shí)，水對桶底的壓力。3.有一輕質(zhì)桿，長l=0.5m；一端固定一質(zhì)量m=0.5kg的小球，輕桿繞另一端在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。（1）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度大小為4m/s時(shí)，求小球?qū)U的作用力；（2）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，球受桿的拉力為41N，求此時(shí)小球的速度大小。4如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)