《人教版必修二期末复习学案：圆周运动（无答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版必修二期末复习学案：圆周运动（无答案）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案- 圆周运动 练习圆周运动运动的运动学分析1描述圆周运动的物理量定义、意义公式、单位线速度描述做圆周运动的物体运动_的物理量(v)；是矢量，方向和半径垂直，和圆周_v；单位：_角速度描述物体绕圆心_的物理量()；中学不研究其方向；单位：_周期和转速周期是物体沿圆周运动_的时间(T)；转速是物体在单位时间内转过的_(n)，也叫频率(f)T；单位：_n的单位r/s、r/minf的单位：_f向心加速度描述速度_变化快慢的物理量(an)；方向指向_an2r；单位：m/s2向心力作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的_，不改变线速度的大小；方向指向_Fnm2rmmr；单位：N相互关系vr2rf；a
2、nr2v42f2r；Fnmmr2mmvm42f2r链条或皮带传动，线速度相等同轴转动，各点角速度相等角速度也是矢量，也是有方向的1.如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点()A角速度之比A：B：1 B角速度之比A：B1：C线速度之比vA：vB：1 D线速度之比vA：vB1：2.如图是自行车传动结构的示意图，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，则自行车前进的速度为()A. B. C. D.3.(多选)在汽车无级变速器中，存在如图所示的装置，A是与B同轴相连的齿轮，C是与D同轴相连的齿轮，A、C、M为相互咬
3、合的齿轮已知齿轮A、C规格相同，半径为R，齿轮B、D规格也相同，半径为1.5R，齿轮M的半径为0.9R.当齿轮M按如图方向转动时()A齿轮D和齿轮B的转动方向相同 B齿轮D和齿轮A的转动周期之比为1：1C齿轮M和齿轮C的角速度大小之比为9：10 D齿轮M和齿轮B边缘某点的线速度大小之比为2：34.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三点在转动过程中的()A线速度大小之比为3
4、：2：2 B角速度之比为3：3：2C转速之比为2：3：2 D向心加速度大小之比为9：6：42圆周运动的动力学分析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，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)先确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置(2)再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3三种运动下的受力特点如图所示，F为外力提供物体做圆周运动的向心力，m2r为物体做圆周运动所需的向心力(1)当提供的向心力等于所需的向心力即Fm2r时，物体做圆周运动(2)做圆周运动的物体，当
5、所受的合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力，即F0或Fm2r时，物体做近心运动1.解决圆周运动问题的主要步骤2.分析圆周运动问题的两点提醒1.无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径方向指向圆心的合力均为向心力.2.分析完向心力来源后，当采用正交分解法列方程时，应让两个正交的正方向中的一个沿半径指向圆心，另外一个垂直半径方向.1.如图所示，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
6、力加速度大小为g.(1)若0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；(2)若(1k)0，且0k1，求小物块受到摩擦力大小和方向2.如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止下列说法正确的是()A小球A的合力小于小球B的合力 B小球A与框架间可能没有摩擦力C小球B与框架间可能没有摩擦力 D圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大3.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
7、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球对筒壁的压力三、竖直平面内做圆周运动的轻绳、轻杆模型1在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道的“过山车”等)，称为“轻绳模型”；二是有支撑(如球与杆连接，小球在弯管内运动等)，称为“轻杆模型”分析比较如下：轻绳模型轻杆模型常见类型过最高点的临界条件由mgm得v临由小球能运动即可得v临0讨论分析(1)过最高点时，v，FNmgm绳、轨道对球产生弹力FN(2)不能过最高点v，在到达最高点前小球已经脱离了
8、圆轨道(1)当v0时，FNmg, FN为支持力，沿半径背离圆心(2)当0v时，FNmgm，FN指向圆心并随v的增大而增大在最高点的FN图线2.求解竖直平面内圆周运动问题的思路(1)定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型(2)确定临界点：v临，对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点，而对轻杆模型来说是FN表现为支持力还是拉力的临界点(3)研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况(4)受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，F合F向(5)过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程竖直面内圆周运动临界问题的解题
9、思路1.如图所示，两段长均为l的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为l.现使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点的速率为v时，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点速率为2v，则此时每段线中张力为多大？(重力加速度为g)2(多选)长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动关于小球在最高点的速度v，下列说法中正确的是()A当v的值为时，杆对小球的弹力为零 B当v由逐渐增大，杆对小球的拉力逐渐增大C当v由逐渐减小时，杆对小球的支持力逐渐减小 D当v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大3(多选)如图
10、所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是()A小球通过最高点时的最小速度vminB小球通过最高点时的最小速度vmin0C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力5如图所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球(可视为质点)当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力FT、轻绳与竖直线OP的夹角满足关系式FTabcos，式中a、b为常数若不计空气阻力，则当地的重力加速度为()A.B.C.D.四、圆周运动的临界问题处理临界问
11、题的解题步骤(1)判断临界状态：有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应着临界状态；若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往对应着临界状态(2)确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来(3)选择物理规律：当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，要分别对不同的运动过程或现象，选择相对应的物理规律，然后列方程求解车辆拐弯的平面是车辆所在的平面，而
12、不是斜面，因为车辆拐弯时，重心的高度一直不变，在同一水平面内，故车辆的圆周平面是水平面，不要被斜面所迷惑1.如图所示，用一根长为l1 m的细线，一端系一质量为m1 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/s2，结果可用根式表示)求：(1)若要小球刚好离开锥面，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？2.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是
13、做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()A. B. C. D.3.(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑动 Ba、b所受的摩擦力始终相等C是b开始滑动的临界角速度 D当时，a所受摩擦力的大小为kmg4.如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上O、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OAOBAB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内，若转动过程中OB、AB两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是()AOB绳的拉力范围为0mg BOB绳的拉力范围为mgmg
