《2019版高考物理一轮复习第4章曲线运动第16课时圆周运动的基本概念学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习第4章曲线运动第16课时圆周运动的基本概念学案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1616 课时课时 圆周运动的基圆周运动的基本概念、公式本概念、公式考点 1 描述圆周运动的物理量 1圆周运动、匀速圆周运动(1)圆周运动：物体的运动轨迹是圆周的运动。(2)匀速圆周运动：定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动。实质：匀速圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变的变速曲线运动。2描述匀速圆周运动的物理量3非匀速圆周运动(1)定义：物体沿着圆周运动，但线速度大小发生变化。2(2)合力的作用：合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度，Ftmat，它只改变速度的大小。17合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fnman，它只改变速度的方向。
2、184对公式vr的理解(1)当r一定时，v与成正比。19(2)当一定时，v与r成正比。20(3)当v一定时，与r成反比。215对a2r的理解v2 r(1)当v一定时，a与r成反比。22(2)当一定时，a与r成正比。231关于向心加速度，下列说法正确的是( )A向心加速度越大，物体速率变化越快B向心加速度大小与轨道半径成反比C向心加速度方向始终与速度方向垂直D在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的答案 C解析 向心加速度描述速度方向变化的快慢，不改变速度的大小，A 错误；只有在线速度一定时，向心加速度的大小才与轨道半径成反比，B 错误；向心加速度的方向沿圆周半径指向圆心，与速度方向垂直，C 正确；
3、在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向时刻变化，D 错误。2. 如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线，表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线，由图线可知( )A质点P的线速度大小不变B质点P的角速度大小不变3C质点Q的角速度随半径变化D质点Q的线速度大小不变答案 A解析 由题图知，质点P的向心加速度随半径r的变化曲线是双曲线，因此可以断定质点P的向心加速度aP与半径r的乘积是一个常数k，即aPrk，aP ，与向心加速度计k r算公式aP对照可得v2k，即质点的线速度v，大小不变，A 正确；同理，知道质v2 rk点Q的向心加速度aQkr，与a2
4、r对照可知2k，(常数)，质点Q的角速度保k持不变，因此 B、C、D 错误。3. (人教版必修 2 P25T2 改编)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是( )AA球的角速度等于B球的角速度BA球的线速度大于B球的线速度CA球的运动周期小于B球的运动周期DA球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力答案 B解析 两球受重力和筒壁的支持力，合力提供向心力Fn，FN，筒壁对mg tanmg sin两球的支持力相等，由牛顿第三定律知，A球、B球对筒壁的压力相等，D 错误；由Fnm2
5、Rmm2R，解得：v ，T2，因为v2 R(2 T)Rg tang RtanRtan grArB，所以AvB，TATB，A、C 错误，B 正确。考点 2 常见的几种传动方式三种传动装置的比较45例 (2017广西桂林模拟)如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RBRC32。A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的( )A线速度大小之比为 322B角速度之比为 332C转速之比为 232D向心加速度大小之比为 9
6、64解析 A、B轮摩擦传动，故vavb，aRAbRB，ab32；B、C同轴，故bc，vbvc32，因此vavbvc332，abc322，vb RBvc RC故 A、B 错误；转速之比等于角速度之比，故 C 错误；由av得aaabac964，D 正确。答案 D传动问题是圆周运动部分的一种常见题型，在分析此类问题时，关键是要明确什么量6相等，什么量不等，在通常情况下，应抓住以下两个关键点：(1)同一旋转物体上各点角速度、转速n和周期T相等，而各点的线速度vr与半径r成正比。(2)在皮带不打滑的情况下，皮带和皮带连接的轮子边缘线速度的大小相等，不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等，而角速度
7、 与半经r成反比。v r如图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( )A. B. C. D.nr1r3 r2nr2r3 r12nr2r3 r12nr1r3 r2答案 D解析 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，根据vr可知：r11r22，已知12n，则轮的角速度21，因为轮和轮共轴，所以转动的角速度相等，r1 r2即32，根据vr可知，v3r33。1r1r3 r22nr1r3 r2考点 3 离心现象 1关于离心运动，下列说
8、法中正确的是( )7A物体突然受到离心力的作用，将做离心运动B做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然变大时将做离心运动C做匀速圆周运动的物体，只要提供向心力的合外力的数值发生变化，就将做离心运动D做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然消失或变小时将做离心运动答案 D解析 离心现象是做圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然减小或消失时远离圆心的一种现象，所以 A、B、C 错误，D 正确。2. 如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是( )AF突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动BF突然变小，小球
9、将沿轨迹Pa做离心运动CF突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动DF突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心答案 A解析 若F突然消失，小球所受合外力突变为零，小球将沿切线方向匀速飞出，A 正确；若F突然变小不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D 错误；若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C 错误。3(多选)如图所示，A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘面上，物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍，三个物体的质量分别为 2m、m、m，它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘匀速转动时，A、B、C三个物体相对圆盘静止，则下列判断正确的是( )AC物
10、体所需要的向心力最小BB物体受到的静摩擦力最小C当圆盘转速增大时，C比A先滑动D当圆盘转速增大时，B比C先滑动8答案 BC解析 由于C物体与B物体质量相同，但半径大，所以C物体所需要的向心力大于B物体所需要的向心力，故 A 错误；当圆盘匀速转动时，A、B、C三个物体相对圆盘静止，它们的角速度相同，向心力最小的是B物体，由于静摩擦力提供向心力，所以B物体受到的静摩擦力最小，故 B 正确；当圆盘转速增大时，仍由静摩擦力提供向心力，当向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动，由a2r可得半径越大时，向心加速度越大，所以C最先滑动，故 C 正确，D 错误。1在人们经常见到的以下现象中，不属于离心现象的是
11、( )A舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开B在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出D守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动答案 D解析 舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子做圆周运动，所需要的向心力增加，受到的合力的大小不足以提供裙子所需要的向心力时，裙子远离圆心，会张开，故 A 不符合题意；当雨伞转动时雨滴所需要的向心力增加，当超过雨伞对雨滴的吸附力时，雨滴做离心运动，故 B 不符合题意；当卡车急转弯时，部分黄沙或石子间的作用力不足以提供其所需的向心力，做离心运动，会被甩出，故 C 不符合题意
12、；运动员将球踢出后球在空中运动，是由于惯性作用，故 D 符合题意。2(2017天津南开区模拟)如图所示，质量相等的A、B两物体(可视为质点)放在圆盘上，到圆心的距离之比是 32，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止。则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为( )A11 B32 C23 D49答案 B解析 A、B两物体的角速度相等，根据Fnmr2知，质量相等，半径之比为 32，则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为 32，故 B 正确，A、C、D 错误。93(2017江苏泰州中学模拟)A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内通过的弧长之比sAsB43，转过的圆心角之比AB32，则下列
13、说法中正确的是( )A它们的线速度之比vAvB43B它们的角速度之比AB23C它们的周期之比TATB32D它们的向心加速度之比aAaB32答案 A解析 两个质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比sAsB43，根据公式v ，它们的线速度之比vAvB43，故 A 正确；转过的圆心s t角之比AB32，根据公式，它们的角速度之比AB32，故 B 错误； t根据公式T，它们的周期之比TATB23，故 C 错误；根据anv可知，它们的2 向心加速度之比aAaB21，故 D 错误。4.如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图。已知质量为60 kg 的学员在A点位置，质
14、量为 70 kg 的教练员在B点位置，A点的转弯半径为 5.0 m，B点的转弯半径为 4.0 m，则学员和教练员(均可视为质点)( )A运动周期之比为 54B运动线速度大小之比为 11C向心加速度大小之比为 45D受到的合力大小之比为 1514答案 D解析 因A、B的角速度相同，由T可知TATB，A 错误；由vr可知2 vAvBrArB54，B 错误；同理由a2r可得aAaB54，C 错误；F向AF向BmArA2mrB2，代入数据解得，F向AF向B1514，D 正确。5(2017大连模拟)如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目
15、测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为 30，重力加速度为g，估算知该女运动员( )10A受到的拉力为G B受到的拉力为 2GC向心加速度为 3g D向心加速度为 2g答案 B解析 对女运动员受力分析如图所示，受到自身重力G，拉力F，则F1Fcos30，F2Fsin30，F2G，由牛顿第二定律得F1ma，所以ag，F2G，B 正确。36.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲r乙31，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为 2r，m2距O点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时( )Am1与m2滑动前的角速度之比1231Bm1与m2滑动前的向心加速度之比a1a213C随转速慢慢增加，m1先开始滑动D随转速慢慢增加，m2先开始滑动答案 D解析 甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等，有：13r
