高考物理總復習第四章曲線運動萬有引力與航天基礎課3圓周運動市賽課公開課一等獎省名師獲獎課

基礎課3圓周運動1/46勻速圓周運動1.定義：做圓周運動物體，若在相等時間內經過圓弧長

，就是勻速圓周運動。2.特點：加速度大小

，方向一直指向

，是變加速運動。3.條件：合外力大小

、方向一直與

方向垂直且指向圓心。知識排查相等不變圓心不變速度2/46角速度、線速度、向心加速度ω2r3/46勻速圓周運動向心力方向大小mω2r圓心協(xié)力分力4/461.定義：做

物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需

情況下，就做逐步遠離圓心運動。離心現(xiàn)象圓周運動向心力5/461.思索判斷 (1)做勻速圓周運動物體所受合外力是保持不變。(

) (2)做勻速圓周運動物體向心加速度與半徑成反比。(

) (3)隨圓盤一起勻速轉動物體受重力、支持力和向心力作用。(

) (4)做圓周運動物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動。(

)

答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)√小題速練6/46A.A點與C點角速度大小相等B.A點與C點線速度大小相等C.B點與C點角速度大小之比為2∶1D.B點與C點向心加速度大小之比為1∶4圖17/46答案BD8/463.[人教版必修2·P25·T2拓展](多項選擇)如圖2所表示，兩個圓錐內壁光滑，豎直放置在同一水平面上，圓錐母線與豎直方向夾角分別為30°和60°，有A、B兩個質量相同小球在兩圓錐內壁等高處做勻速圓周運動，以下說法正確是(

)圖29/46答案CD10/46圓周運動運動學問題11/461.(·浙江臺州模擬)汽車后備箱蓋普通都配有可伸縮液壓桿，如圖3甲所表示，其示意圖如同乙所表示，可伸縮液壓桿上端固定于后蓋上A點，下端固定于箱內O′點，B也為后蓋上一點，后蓋可繞過O點固定鉸鏈轉動，在合上后備箱蓋過程中(

)圖312/46A.A點相對O′點做圓周運動B.A點與B點相對于O點轉動線速度大小相等C.A點與B點相對于O點轉動角速度大小相等D.A點與B點相對于O點轉動向心加速度大小相等解析在合上后備箱蓋過程中，O′A長度是改變，所以A點相對O′點不是做圓周運動，選項A錯誤；在合上后備箱蓋過程中，A點與B點都是繞O點做圓周運動，相同時間繞O點轉過角度相同，即A點與B點相對O點角速度相等，不過OB大于OA，依據(jù)v＝rω，所以B點相對于O點轉動線速度大，故選項B錯誤，C正確；依據(jù)向心加速度公式a＝rω2可知，B點相對O點向心加速度大于A點相對O點向心加速度，故選項D錯誤。答案

C13/462.如圖4所表示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不一樣，但固定在同一轉動軸上，其半徑之比為RB∶RC＝3∶2，A輪半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當A輪繞過其中心豎直軸轉動時，因為摩擦作用，B輪也隨之無相對滑動地轉動起來。a、b、c分別為三輪邊緣三個點，則a、b、c三點在轉動過程中(

)圖414/46A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶4答案D15/463.[人教版必修2·P19·T4改編]圖5是自行車傳動裝置示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1大齒輪，Ⅱ是半徑為r2小齒輪，Ⅲ是半徑為r3后輪，假設腳踏板轉速為nr/s，則自行車前進速度為(

)答案D圖516/46常見三種傳動方式及特點(1)同軸傳動：如圖甲、乙所表示，繞同一轉軸轉動物體，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v與r成正比。17/46(2)皮帶傳動：如圖甲、乙所表示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。(3)摩擦傳動：如圖所表示，兩輪邊緣接觸，接觸點無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。18/46圓周運動中動力學問題1.向心力起源 (1)向心力方向沿半徑指向圓心。 (2)向心力起源：一個力或幾個力協(xié)力或某個力分力。2.向心力確實定 (1)確定圓周運動軌道所在平面，確定圓心位置。 (2)分析物體受力情況，找出全部力沿半徑方向指向圓心協(xié)力就是向心力。19/46答案B20/46圖621/46答案C22/463.如圖7所表示，用一根細繩一端系一個小球，另一端固定，給小球不一樣初速度，使小球在水平面內做角速度不一樣圓周運動，則以下細繩拉力F、懸點到軌跡圓心高度h、向心加速度a、線速度v與角速度平方ω2關系圖象正確是(

)圖723/46答案A24/464.[人教版必修2·P26·T4拓展](多項選擇)在光滑水平桌面中央固定一邊長為0.3m小正三棱柱abc，俯視圖如圖8所表示。長度為L＝1m細線，一端固定在a點，另一端拴住一個質量為m＝0.5kg、不計大小小球。初始時刻，把細線拉直在ca延長線上，并給小球以v0＝2m/s且垂直于細線方向水平速度，因為光滑三棱柱存在，細線逐步纏繞在三棱柱上(不計細線與三棱柱碰撞過程中能量損失)。已知細線所能承受最大張力為7N，則以下說法正確是(

)圖825/46A.細線斷裂之前，小球速度大小保持不變B.細線斷裂之前，小球速度逐步減小C.細線斷裂之前，小球運動總時間為0.7πsD.細線斷裂之前，小球運動位移大小為0.9m26/46答案ACD27/46“一、二、三、四”求解圓周運動問題28/461.運動特點 (1)豎直面內圓周運動普通是變速圓周運動。 (2)只有重力做功豎直面內變速圓周運動機械能守恒。 (3)豎直面內圓周運動問題，包括知識面比較廣，現(xiàn)有臨界問題，又有能量守恒問題，要注意物體運動到圓周最高點速度。 (4)普通情況下，豎直面內圓周運動問題只包括最高點和最低點兩種情形。豎直面內圓周運動中臨界問題29/462.常見模型物理情景最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、水流星、沿內軌道運動“過山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運動等圖示受力特征除重力外，物體受到彈力方向：向下或等于零除重力外，物體受到彈力方向：向下、等于零或向上30/4631/46【典例】(·海南高考)如圖9，光滑圓軌道固定在豎直面內，一質量為m小球沿軌道做完整圓周運動。已知小球在最低點時對軌道壓力大小為N1，在最高點時對軌道壓力大小為N2。重力加速度大小為g，則N1－N2值為(

)A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg圖932/46解析設小球在最低點速度為v1，在最高點速度為v2，同時從最高點到最低點，依據(jù)機械能守恒定律得聯(lián)立以上三式可得N1－N2＝6mg，故選項D正確。答案D33/46分析豎直平面內圓周運動臨界問題思緒34/461.(·遼寧鐵嶺聯(lián)考)飛機由俯沖到拉起時，飛行員處于超重狀態(tài)，此時座椅對飛行員支持力大于飛行員所受重力，這種現(xiàn)象叫過荷。過荷過重會造成飛行員四肢沉重，大腦缺血，暫時失明，甚至昏厥。受過專門訓練空軍飛行員最多可承受9倍重力影響。g取10m/s2，則當飛機在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖、拉起速度為100m/s時，圓弧軌道最小半徑為(

)A.100m B.111m C.125m D.250m圖1035/46答案C36/462.(·山東青島期末)(多項選擇)如圖11所表示，內壁光滑大圓管，用一細輕桿固定在豎直平面內；在管內有一小球(可視為質點)做圓周運動。以下說法正確是(

)A.小球經過最低點時，小球對圓管壓力向下B.小球經過最高點時，小球對圓管可能無壓力C.細桿對圓管作用力一定大于圓管重力大小D.細桿對圓管作用力可能會大于圓管和小球總重力大小圖1137/46答案ABD38/463.(·江蘇單科，5)如圖12所表示，一小物塊被夾子夾緊，夾子經過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細桿上。物塊質量為M，到小環(huán)距離為L，其兩側面與夾子間最大靜摩擦力均為F。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運動，小環(huán)碰到桿上釘子P后立刻停頓，物塊向上擺動。整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動。小環(huán)和夾子質量均不計，重力加速度為g。以下說法正確是(

)圖1239/4640/46答案D41/46豎直面內圓周運動模型應用[題源：人教版必修2·P30·T4]

質量為25kg小孩坐在秋千板上，小孩離系繩子橫梁2.5m。假如秋千板擺到最低點時，小孩運動速度大小是5m/s，她對秋千板壓力是多大？42/46拓展1在上題中若把小孩換成雜技演員，且讓演員能在豎直面內做圓周運動(其它條件不變)，演員在最低點時速度最少為(空氣阻力不計，g＝10m/s2)()答案C解析若演員在豎直面內剛好做圓周運動，則滿足演員從最低點運動到最高點過程中，滿足機械能守恒定律43/46(1)求小球在B、A兩點動能之比；(2)經過計算判斷小球能否沿軌道運動到C點。圖1344/46解析(1)