《最新一轮-高中三年级复习试题圆周运动练习和解析(纯word版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新一轮-高中三年级复习试题圆周运动练习和解析(纯word版)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习 -好资料 更多精品文档 圆周运动 一、基础知识题组 1、质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是() A速度的大小和方向都改变B匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动 D向心加速度大小不变，方向时刻改变 解析：匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀 变速曲线运动，B错， D 对；由匀速圆周运动的条件可知，C对答案： CD 2、关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是() A由 a= v 2 r 知， a 与 r 成反比B由 a= 2r 知， a 与 r 成正比 C由 =v r 知， 与 r
2、 成反比D由 =2n 知， 与转速 n 成正比 解析：由a=v 2 r 知，只有在v 一定时， a 才与 r 成反比，如果v 不一定，则a 与 r 不成反比，同理，只有当一定 时， a 才与 r 成正比； v 一定时， 与 r 成反比；因2是定值，故与 n 成正比答案：D 3、如下左 1 图，水平的木板B 托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a 沿逆时针方向运动 到最高点b 的过程中 () A B对 A 的支持力越来越大BB 对 A的支持力越来越小 C B 对 A的摩擦力越来越小DB对 A 的摩擦力越来越大 解析：因做匀速圆周运动，所以其向心力大小不变，方向始终指向圆心，故对木
3、块A，在 ab的过程中，竖直 方向的分加速度向下且增大，而竖直方向的力是由A 的重力减去B 对 A 的支持力提供的，因重力不变，所以支 持力越来越小，即A错， B 对；在水平方向上A 的加速度向左且减小，至b 时减为 0，因水平方向的加速度是由 摩擦力提供的，故B对 A 的摩擦力越来越小，所以C对， D 错答案： BC 4、下列关于离心现象的说法正确的是() A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动 D做匀速圆周运动的物体，当它所受
4、的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动 解析：物体只要受到力，必有施力物体，但“ 离心力 ” 是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要物体 所受合外力不足以提供其所需向心力，物体就做离心运动，故 A 选项错； 做匀速圆周运动的物体，当所受的一切 力突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动，故B、D 选项错， C选项对答案：C 二、考点梳理整合 (一 )描述圆周运动的物理量 1、线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量：v=s t = 2r T 2、角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量：= t =2 T 3、周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量：T= 2r v ，T=1 f 4、向心加
5、速度：描述速度方向变化快慢的物理量an=r 2=v 2 r = v=4 2 T 2 r 5、向心力：作用效果产生向心加速度，Fn=man 6、相互关系： (1)v= r= 2 T r=2 rf；(2)an=v 2 r =r 2= v=4 2 T 2r=4 2f2r；(3)F n=man=m v 2 r =m 2r=mr4 2 T 2=mr4 2f2 (二 )匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1、匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小不变的圆周运动. (2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动 学习 -好资料 更多精品文档 (3)质点做匀速圆周运动的条件 合力大小不变，方向始终与
6、速度方向垂直且指向圆心 2、非匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动 (2)合力的作用 合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度， Ft=mat，它只改变速度的方向 合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度， Fn=man，它只改变速度的大小 (三 )离心运动 1、本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向 2、受力特点 (如上左 2 图 ) (1)当 F=mr 2 时，物体做匀速圆周运动 (2)当 F=0时，物体沿切线方向飞出 (3)当 Fmr 2 时，物体逐渐向圆心靠近，做向心运动 三、课堂探究 考点突破 考点一、描述圆周运动的物理量的求解
7、 1、对公式 v=r 的理解 当 r 一定时， v 与 成正比 当 一定时， v 与 r 成正比 当 v 一定时， 与 r 成反比 2、对 a= v 2 r = 2r= v 的理解 在 v 一定时， a 与 r 成反比；在一定时， a与 r 成正比 特别提醒：在讨论v、 、r 之间的关系时，应运用控制变量法 例 1、如上左 3 图，轮 O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑在O1、O2、O3三个轮的边缘 各取一点A、B、 C，已知三个轮的半径比r1:r2:r3=2:1:1，求： (1)A、B、C 三点的线速度大小之比vA:vB:vC； (2)A、B、C 三点的角速度之比A:
8、 B: C； (3)A、B、C 三点的向心加速度大小之比aA:aB:aC 解析： (1)令 vA=v，由于皮带转动时不打滑，所以 vB=v因 A=C，由公式 v=r 知，当角速度一定时，线速度跟 半径成正比，故vC=1 2v，所以 vA:vB:vC=2:2:1 (2)令 A= ，由于共轴转动，所以C= 因 vA=vB，由公式 =v r 知，当线速度一定时，角速度跟半径成反比，故 B=2 所以 A: B: C=1:2:1 (3)令 A 点向心加速度为aA=a， 因 vA=vB， 由公式 a=v 2 r 知， 当线速度一定时， 向心加速度跟半径成反比，所以 aB=2a 又 因为 A=C，由公式a=
9、 2r 知，当角速度一定时，向心加速度跟半径成正比，故 aC=1 2a所以 a A:aB:aC=2:4:1 答案： (1)2:2:1；(2)1:2:1；(3)2:4:1 规律总结： 1、高中阶段所接触的传动主要有：(1)皮带传动 (线速度大小相等)；(2)同轴传动 (角速度相等 )；(3)齿轮传动 (线速 度大小相等 )；(4)摩擦传动 (线速度大小相等) 2、传动装置的特点：(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；(2)皮带传动、齿轮传动和摩 擦传动：皮带(或齿轮 )传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等 突破训练1、如上左 4 图是一个玩具陀螺，a、b 和
10、c 是陀螺表面上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速 度 稳定旋转时，下列表述正确的是() A a、b 和 c 三点的线速度大小相等Bb、c 两点的线速度始终相同 C b、c 两点的角速度比a 点的大Db、c 两点的加速度比a 点的大 解析：当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，a、b 和 c 三点的角速度相同，a 半径小，线速度要 比 b、c 的小， A、C 错； b、c 两点的线速度大小始终相同，但方向不相同，B 错；由 a= 2r 可得 b、c 两点的加 速度比 a 点的大， D 对答案： D 考点二、圆周运动中的动力学分析 1、向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是
11、重力、 弹力、摩擦力等各种力， 也可以是几个力的合力或某个力的分力， 学习 -好资料 更多精品文档 因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力 2、向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力 例 2、如下左1 图，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO 重合转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物 块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O 点的连线与OO 之间的夹角为 60 ，重力加速度大小为g (1)若
12、=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 0； (2)若 =(1 k) 0，且 0k?1，求小物块受到的摩擦力大小和方向 解析： (1)对小物块受力分析可知：FNcos 60 =mg；FNsin 60=mR 2 0；R =Rsin 60 ，联立解得：0= 2g R (2)由于 0k?1，当 =(1 +k) 0时，物块受摩擦力方向沿罐壁切线向下由受力分析可知： FNcos 60 =mg+fcos 30；FNsin 60+fsin 30=mR 2；R =Rsin 60 ，联立解得：f= 3k(2+k) 2 mg 当 =(1k) 0时，物块受摩擦力方向沿罐壁切线向上由受力分析和几何关系知： FN cos
13、 60 +fsin 60=mg；FN sin 60fcos 60 =mR 2；R =Rsin 60 ，所以 f = 3k(2 k) 2 mg 答案： (1) 0= 2g R ；(2)当 =(1 +k) 0时， f 沿罐壁切线向下，大小为 3k(2+k) 2 mg；当 =(1 k) 0时， f 沿罐壁切线 向上，大小为 3k(2 k) 2 mg 规律总结：解决圆周运动问题的主要步骤 (1)审清题意，确定研究对象；明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环 (2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等； (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；
14、(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程 突破训练2、如上左 2 图，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO 转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为 R 和 H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m 的小物块，求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A 点随筒匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度 解析： (1)物块静止时，对物块进行受力分析如下左1 图，设筒壁与水平面的夹角为 由平衡条件有Ff=mgsin ，FN=mgcos ，由图中几何关系有cos = R R 2H2，sin = H R 2 H2 故有 Ff= mgH
15、 R 2H2，FN= mgR R 2H2 (2)分析此时物块受力如下左2 图，由牛顿第二定律有mgtan =mr 2其中 tan = H R ，r=R 2，可得 = 2gH R 答案： (1) mgH R 2H2、 mgR R 2H2； (2) 2gH R 四、用极限法分析圆周运动的临界问题 1、有些题目中有“ 刚好 ” 、“ 恰好 ” 、 “ 正好 ” 等字眼，明显表明题述的过程中存在着临界点 2、若题目中有 “ 取值范围 ” 、“ 多长时间 ” 、“ 多大距离 ” 等词语，表明题述的过程中存在着“ 起止点 ” ，而这些起止点 学习 -好资料 更多精品文档 往往就是临界状态 3、若题目中有
16、“ 最大 ” 、“ 最小 ” 、“ 至多 ” 、“ 至少 ” 等字眼，表明题述的过程中存在着极值，这些极值点也往往是临 界状态 例 3、如下左1 图，用一根长为l=1 m 的细线，一端系一质量为m=1 kg 的小球 (可视为质点 )，另一端固定在一光 滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角=37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细 线的张力为FT.(g 取 10 m/s 2，结果可用根式表示 )求： (1)若要小球离开锥面，则小球的角速度0至少为多大？ (2)若细线与竖直方向的夹角为60 ，则小球的角速度为多大？ 解析： (1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线拉力，小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上， 故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得：mgtan =m 2 0lsin ，解得： 2 0= g lcos 即 0= g lcos =5 2 2 rad/s (2)同理，当细线与竖直方向成60 角时，由牛顿第二定律及向心力公式：mg
