圆周运动及其应用LI

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1、高三物理高考复习第四章　曲线运动万有引力第2讲　圆周运动运动一、描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等．现比较如下表：定义、意义公式、单位线速度①描述圆周运动的物体运动的物理量(v)②是矢量，方向和半径垂直，和圆周②单位：m/s角速度①描述物体绕圆心的物理量(ω)②中学不研究其方向②单位：rad/s快慢相切转动快慢定义、意义公式、单位周期和转速①周期是物体沿圆周运动的时间(T)，周期的倒数叫做频率(f)②转速是物体单位时间转过的(n)f的

2、单位：Hz②n的单位：r/s、r/min向心加速度①描述速度变化的物理量(a)②方向指向圆心②单位：m/s2一周圈数rω2方向快慢方向大小．圆心二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动1．匀速圆周运动(1)定义：如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动．(2)性质：向心加速度大小，方向的变加速曲线运动．(3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小，方向始终与速度方向且指向圆心．不变总是指向圆心不变垂直2．非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均的圆周运动．(2)合力的作用①合力沿速度方

3、向的分量Ft产生切向加速度，Ft＝mat，它只改变速度的②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的发生变化大小．方向．三、离心运动和向心运动1．离心运动(1)定义：做的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动的情况下，就做逐渐远离圆心的运动．(2)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着飞出去的倾向．(3)受力特点：当F＝时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿飞出；当F<时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如右图所示．圆周运动所需向心力圆周切线方

4、向mrω2切线方向mrω22．向心运动当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时，即F>mrω2，物体渐渐向，如右上图所示．圆心靠近二、向心力的来源分析向心力不是和重力、弹力、摩擦力等相并列的一种性质的力，是根据力的效果命名的，在分析做圆周运动的质点受力情况时，切不可在物体所受的作用力(重力、弹力、摩擦力、万有引力等)以外再添加一个向心力．向心力可能是物体受到的某一个力，也可能是物体受到的几个力的合力或某一个力的分力．例：几种常见的匀速圆周运动的实例三、火车转弯问题在火车转弯处，让外轨高于内轨，

5、如右图所示，转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供．设车轨间距为L，两轨高度差为h，车转弯半径为R，质量为M的火车运行时应当有多大的速度？1.如右图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是()A．它们的运动周期都是相同的B．它们的速度都是相同的C．它们的线速度大小都是相同的D．它们的角速度是不同的解析：地球上的物体均绕一个轴运动，其角速度、周期都相同，由v＝Rω知，R不同则v不同，只有A正确．答案：A2．关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法正确的是()A．与线速度方向

6、始终垂直B．与线速度方向始终相反C．始终指向圆心D．始终保持不变答案：AC3.(2011·上海市嘉定区一模)如右图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是()A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C．加快脱水桶转动使角速度增大，脱水效果会更好D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好答案：B4.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如右图所示，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．汽车的运动可看做是做半

7、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()答案：B答案：B2－1：世界上平均海拨最高的铁路——青藏铁路于2006年7月1日全线贯通．假设某新型国产机车总质量为m，沿青藏铁路运行．如右图所示，已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度为多少最适宜？解析：机车在拐弯处可视为做圆周运动，此时向心力是由火

8、车的重力和轨道对火车的支持力来提供的，如右图所示．设轨道与水平面的夹角为θ，则1.如右图所示为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车的前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了()A．提高速度B．提高稳定性C．骑行方便D．减小阻力解析：这种老式不带链条的自行车，驱动轮为前轮，人蹬车的角速度一定的情况下，由v＝ωr可知，车轮半径越大，自行车的速度就越大，所以A正确．答案：A2.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路