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时间:2019-04-12
《四川省2019高考物理复习全辑第2讲圆周运动讲与练(,含解析)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2讲 圆周运动李仕才考试内容及要求知识内容学考要求2015.10考题2016.4考题2016.10考题2017.4考题2017.11考题2018.4考题2018.6考题圆周运动、向心加速度、向心力d551145生活中的圆周运动c2020一、描述圆周运动的物理量1.线速度v:大小为通过的圆弧长跟所用时间的比值,方向为圆弧上该点的切线方向,v=.2.角速度ω:大小为半径转过的角度跟所用时间的比值,ω=.3.周期和转速:周期:沿圆周运动一周所用的时间,单位为s.转速:单位时间所转的圈数,单位为r/s.关系:T=.4.线速度、角速度、周期之间的关系:ω=,v=
2、,v=ωr.5.传动装置的特点:(1)两轮之间通过皮带传动或摩擦传动时,轮边缘的点线速度大小相等;(2)两轮同轴转动或同一轮上不同的点在转动的过程中角速度相等.如图1所示,vA=vB,ωB=ωC.图1例1 (2017·嘉兴市学科基础测试)如图2所示,转动的跷跷板上A、B两点线速度大小分别为vA和vB,角速度大小分别为ωA和ωB,rAωB答案 C解析 因为A、B两点绕同一转轴转动,所以角速度相等;又因为B点运动的半径大于A点,所以B点的
3、线速度大,故C正确.二、向心加速度和向心力1.向心加速度:an==ω2r=r.2.向心力由牛顿第二定律Fn=man=m=mω2r=mr.3.方向:向心加速度和向心力的方向均沿半径指向圆心.4.作用:只改变线速度的方向,不改变线速度的大小.例2 (2017·杭州市学考模拟)2017年2月10日,俄罗斯总统普京在莫斯科会见到访的斯洛文尼亚总统帕霍尔,并发表了重要讲话,如图3甲所示为俄罗斯总统普京佩戴的手表,图乙为该表的表盘,手表指针的运动可看作匀速运动,下列说法中正确的是( )图3A.秒针、分针、时针转动周期相同B.秒针的角速度最大,时针的角速度最小C.秒
4、针上A、B两点线速度一样大D.秒针上A、B两点向心加速度一样大答案 B解析 秒针、分针、时针的周期分别是60秒、60分钟、12小时,角速度与周期成反比,故秒针角速度最大,时针的角速度最小.A、B同轴转动,则ωA=ωB,又rA>rB,由v=ωr、a=ω2r知vA>vB,aA>aB,故B正确.例3 (2016·浙江4月学考·5)如图4为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间,假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他( )图4A.所受的合力为零,做匀速运动B.所受的合力恒定,做匀加速运动C.所受的合力恒定,做变加速运动D.所受的合力变化,做变加速运动
5、答案 D三、向心力应用实例 生活中的圆周运动1.向心力来源: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.2.求解匀速圆周运动问题的一般步骤(1)明确研究对象.(2)受力分析,画出受力示意图.(3)明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置.(4)对物体受力沿圆心方向合成或分解.(5)根据牛顿运动定律和圆周运动的运动学公式列方程求解.例4 如图5所示,质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( )图5A.线速度vATBC.
6、它们受到的摩擦力FfA>FfBD.筒壁对它们的弹力FNA>FNB答案 D解析 由于两物体角速度相等,而rA>rB,所以vA=rAω>vB=rBω,A项错;由于ω相等,则T相等,B项错;因竖直方向受力平衡,Ff=mg,所以FfA=FfB,C项错;弹力提供向心力,所以FNA=mrAω2>FNB=mrBω2,故D正确.例5 (2017·浙江11月学考·11)如图6所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车( )图6A.所受的合力可能为零B.只受重力和地面支持力
7、作用C.最大速度不能超过25m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供答案 C解析 汽车在水平路面上做匀速圆周运动,所受合外力时刻指向圆心,转弯时靠静摩擦力提供向心力,因此排除A、B、D选项,故C正确.四、竖直面内的圆周运动1.拱形桥(如图7所示)图7最高点,重力和支持力的合力提供向心力:mg-FN=m⇒FN=mg-m临界条件:当FN=0时,得临界速度v=,此时汽车将离开桥面做平抛运动.2.绳模型:竖直面内绳拉小球或小球在光滑轨道内侧做圆周运动,都属于绳模型,如图8甲所示.图8(1)在最高点时,向心力mg+FN=m.(2)过最高点的临界条件:当FN=
8、0,即mg=m,得临界速度v=.(3)受力分析(最高点)当v=时,拉力或压力为零
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