《2022年匀速圆周运动知识点 2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年匀速圆周运动知识点 2(7页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、学习必备欢迎下载一匀速圆周运动定义:一个物体若在任意相等的时间里通多的圆弧长度都相等,那这个物体就在做匀速圆周运动。特征:线速度大小不变,周期不变,角速度不变。向心加速度不变,但是方向时刻变,所以匀速圆周运动时变加速运动。条件:1. 物体具有初速度。2. 物体受到合外力 F 的方向与速度 V 的方向始终垂直,并指向圆心。3. 合外力的大小不变但是 方向时刻在变 。二匀速圆周运动的各个物理量,及其相互的联系。1线速度:物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。方向:质点在圆弧某点的线速度方向在该点的切线方向。大小: v=S/t,S是 t 时间内通过的弧长。2.角速度:物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢
2、。大小:w= 是连接质点和圆心半径在t 时间内转过的角度。3.周期 T 频率 f 做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。做匀速圆周运动的物体在单位时间内沿圆绕圆心转动的圈数,叫做频率,也叫转速。转数是指做匀速圆周运动的物体每分钟转过的圈数,用N 表示,单位是转/分(r/min)注意:a.匀速圆周运动是非匀变速曲线运动b.“匀速”应理解为“匀速率”不能理解为“匀速度”c.合力不为零,不能称作平衡状态4.向心力:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页学习必备欢迎下载图 6-8-1-2 图 6-8-1-1 (1)定义:做
3、匀速圆周运动的物体所受到的合力指向圆心,叫向心力。(2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是变力。F 向=F 合(3)作用:只改变速度大小,不改变方向(4)注意:a.是一种效果力,它可以由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可以由它们的合力提供。b.“向心力”只是说明做圆周运动的物体需要一个指向圆心方向的力,而并非物体又受到一个“新的性质”的力。即在受力分析时,向心力不能单独作为一种力。c.变速圆周运动的向心力不等于合力,合力也不一定指向圆心。5向心加速度(1)定义:由向心力产生的加速度(2)特点:指向圆心, 大小不变,方向时刻改变, 是矢量。 4提供的向心力:通过受力分析求出来的,沿半径方
4、向指向圆心的力,匀速圆周运动中F 需向=F合6需要的向心力:根据物体实际运动时的质量m、半径r、线速度v(或角速度w)求出的向心力F=mr=m/r 7离心现象(1)做圆周运动物体的运动特点:做圆周运动的物体由于本身的惯性,总有沿圆周切线飞出的倾向。典型例题【例 1】如图 6-8-1-1 所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是()(A)物体所受弹力增大,摩擦力也增大了(B)物体所受弹力增大,摩擦力减小了(C)物体所受弹力和摩擦力都减小了(D)物体所受弹力增大,摩擦力不变分析与解:物体随圆筒一起转动时,受到三个力的作用:重力G、筒壁对
5、它的弹力FN、和筒壁对它的摩擦力F1(如图 6-8-1-2 所示) 。其中 G 和 F1是一对平衡力,筒壁对它的弹力FN提供它做匀速圆周运动的向心力。当圆筒匀速转动时,不管其角速度多大,只要物体随圆筒一起转动而未滑动,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页学习必备欢迎下载图 6-8-1-3 A C B 图 6-8-1-6 a b 图 6-8-1-5 图 6-8-1-4 则物体所受的(静)摩擦力F1大小等于其重力。而根据向心力公式,2mrFN,当角速度较大时NF也较大。故本题应选D。【例 2】如图 6-8-1-3 所示的传
6、动装置中,已知大轮半径是小轮半径的3 倍,A 点和 B 点分别在两轮边缘,C 点离大轮距离等于小轮半径,若不打滑,则它们的线速度之比 vAvBvC= ,角速度之比AB C= ,向心加速度之比 aAaBaC= 。分析与解: A、C 两点在同一轮上,所以角速度相等,即A=C,由 v=r 得 vA=3vC;又因为不打滑,所以vA= vB,由 v= r 得:13AB。 vAvB vC=331;ABC=131;aA aBaC=2A Ar2B Br2C Cr=131。学能提升1如图 6-8-1-4 所示,小物体A 与圆柱保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A 受力情况是受 ( ) (A) 重力、支
7、持力(B) 重力、向心力(C)重力、支持力和指向圆心的摩擦力(D)重力、支持力、向心力和摩擦力2如图 6-8-1-5 所示, a、 b是地球上不同纬度上的两点,a、b 随地球自转做匀速圆周运动,则该两点具有相同的()(A) 运动半径(B) 线速度大小(C)角速度(D) 线速度3用长短不同,材料相同的同样粗细的绳子,各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上作匀速圆周运动,那么()(A) 两个小球以相同的线速度运动时,长绳易断(B) 两个小球以相同的角速度运动时,短绳易断(C)两个小球以相同的角速度运动时,长绳易断(D)不管怎样都是短绳易断4如图 6-8-1-6 所示, 汽车以速度v 通过一半圆形式
8、拱桥的顶端时,汽车受力的说法正确的是()(A) 汽车的向心力就是它所受的重力(B) 汽车的向心力是它所受的重力和支持力的合力,方向指向圆心(C)汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用(D)以上均不正确 5火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中正确的是( ) 当火车以v 的速度通过此弯路时,火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力当火车以v 的速度通过此弯路时,火车所受重力、 轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3
9、 页,共 7 页学习必备欢迎下载图 6-8-1-7 图 6-8-1-8 图 6-8-1-9 图 6-8-1-10 当火车速度大于v 时,轮缘挤压外轨当火车速度小于v 时,轮缘挤压外轨(A) (B) (C)(D) 6由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋的过程中,如果保持飞机速度的大小和距离海面的高度均不变,则下列说法中正确的是( ) (A) 飞机做的是匀速直线运动。(B) 飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力。(C) 飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力。(D) 飞机上的乘客对座椅的压力为零。 7有一质量为m 的小木块,由碗边滑向碗底,碗内表面是半径为R 的圆弧,由于摩擦力
10、的作用,木块运动的速率不变,则()(A)它的加速度为零(B)它所受合力为零(C)它所受合力大小一定,方向改变(D)它的加速度恒定 8如图 6-8-1-7 所示,半径为r 的圆筒绕竖直中心轴OO 转动,小物块 A 靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的静摩擦因数为 ,现要使A 不下落,则圆筒转动的角速度至少应为 9如图 6-8-1-8 所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮的半径是小轮的2 倍,大轮上的一点s 离转动轴的距离等于小轮的半径,当大轮边缘上P 点的向心加速度是10m s2时,大轮上的 S 点和小轮上的Q 点的向心加速度为aS=_ms2,aQ=_ms2 10一个圆盘边缘系
11、一根细绳,绳的下端拴着一个质量为m 的小球,圆盘的半径是r,绳长为L,圆盘匀速转动时小球随着一起转动,并且细绳与竖直方向成 角,如图 6-8-1-9 所示,则圆盘的转速是。 11如图 6-8-1-10 所示,直径为d 的纸筒以角速度绕轴 O 匀速转动,从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、 b 两个弹孔,已知aO和 b0 夹角为 ,则子弹的速度大小为 12下述各种现象,属于利用离心现象的是;属于防止离心现象的是。A洗衣机脱水B离心沉淀器分离物质C汽车转弯时减速D汽车过桥时减速E转动雨伞,去除雨伞上的一些水F站在公交车里的乘客,在汽车转弯时用力拉住扶手1竖直放
12、置两端封闭的玻璃管内注满清水,内有一个用红蜡块做成的圆柱体,玻璃管倒置时圆柱体能匀速上升,现将玻璃管倒置,在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平匀速运动。已知圆柱体运动的合速度是 V= 5cm/s,如图所示,则玻璃管水平运动的速度是()A5 cm/s B4 33 cm/s C2. 5cm/s D无法确定30精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页学习必备欢迎下载2 某船在一水流匀速的河中摆渡, 若船相对静水的航行速度大小一定,下列说法正确的是A船头垂直洞岸航行,渡河时间最短B船头朝下游转过一定角度,渡河时间最短C船头垂直河岸航
13、行,渡河航程最短D船头朝上游转过一定角度,使实际航向垂直河岸时,渡河航程最短3、游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡,当水速突然增大时, 对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是: A.路程增加、时间增加B.路程增加、时间缩短C.路程增加、时间不变D.路程、时间均与水速无关12如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为 r1、r2、r3若甲轮的角速度为,则丙轮的角速度为()ABCD13光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示。 一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,小球从进入轨道到未到达螺旋形中央区的时间内,小球运动的角速度大小_ ,线速度大小13
14、11rr113rr313rr211rr精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页学习必备欢迎下载_( 填不断增大、减小或不变)。14关于质点做匀速圆周运动的线速度、角速度、周期、半径之间的关系,下列说法中正确的是A线速度大的角速度一定大B角速度大的周期一定小C角速度大的半径一定小D线速度大的周期一定小二、匀速圆周,受力分析,合力充当向心力15下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是A匀速圆周运动状态是平衡状态B匀速圆周运动是匀变速曲线运动C匀速圆周运动是速度和加速度都不断改变的运动D匀速圆周运动的物体受到的合外力是恒力16在水平
15、路面上转弯的汽车,向心力来源于()A重力与支持力的合力B滑动摩擦力C重力与摩擦力的合力D静摩擦力17如图所示,小物块A 与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于 A 的受力情况说法正确的是A受重力、支持力B受重力、支持力和方向与小物块运动方向相反的摩擦力C受重力、支持力、摩擦力和向心力D受重力、支持力和方向指向圆心的摩擦力18下列各种运动中,不属于匀变速运动的是A斜抛运动B匀速圆周运动C平抛运动D竖直上抛运动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页学习必备欢迎下载19飞机做特技时常做俯冲拉起运动,如图所示。 此运动在最低点附近可看作是半径为 500m 的圆周运动。若飞行员的质量为65kg,飞机经过最低点时的速度为 360km/h。g 取 10m/s2。求:(1)飞机经过最低点时飞行员所需要的向心力为多大?(2)飞机经过最低点时飞行员对坐椅的压力为多大?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页