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《（北京版）2021高考物理一轮复习第四章曲线运动第3讲圆周运动教材研读练习.docx》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3讲 圆周运动一、匀速圆周运动的运动学分析1.匀速圆周运动:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小① 处处相等 。匀速圆周运动是② 加速度 大小不变的③ 变加速 运动。 2.描述圆周运动的物理量定义、意义公式、单位(1)描述做圆周运动的物体运动④ 快慢 的物理量(v) (2)是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切(1)v=ΔsΔt=2πrT(2)单位:m/s(1)描述物体绕圆心⑤ 转动快慢 的物理量(ω) (2)中学不研究其方向(1)ω=ΔθΔt=2πT(2)单位:rad/s(1)周期是物体沿圆周运动⑥ 一周 的时间(T) (2)转速是物
2、体在单位时间内转过的⑦ 圈数 (n) (1)T=2πrv=2πω,单位:s(2)n的单位:r/s、r/min(3)f=1T,单位:Hz(1)描述速度⑧ 方向 变化快慢的物理量(an) (2)方向指向圆心(1)an=v2r=⑨ ω2r (2)单位:m/s2(1)v=ωr=⑩ 2πrT = 2πrf (2)an=v2r=rω2= ωv = 4π2T2r = 4π2f2r 二、匀速圆周运动的向心力1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的① 方向 ,不改变速度的② 大小 。 2.大小:F=mv2r=③ mω2r =m4π2rT
3、2=mωv=m×4π2f2r。 3.方向:始终沿半径方向指向④ 圆心 ,向心力是变力。 -17-4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的⑤ 合力 提供,还可以由一个力的⑥ 分力 提供。 三、离心现象当F=① mrω2 时,物体做匀速圆周运动; 当F=0时,物体沿② 切线方向 飞出; 当F<③ mrω2 时,物体逐渐远离圆心,F为实际所提供的向心力,如图所示。 1.在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法,正确的是( )A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.向心加速度是恒定的D.向心加速
4、度的大小不断变化答案 A 向心加速度的方向始终指向圆心,随着物体运动位置的变化,方向也随之变化,故选项B、C错误;匀速圆周运动中,向心加速度的大小保持不变,故选项D错误。2.如图所示,两个啮合齿轮,小齿轮半径为10cm,大齿轮半径为20cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10cm,A、B分别为两个齿轮边缘上的点,则A、B、C三点的( )A.线速度之比为1∶1∶1 B.角速度之比为1∶1∶1C.向心加速度之比为4∶2∶1 D.转动周期之比为2∶1∶1答案 C 由题意知RB=2RA=2RC,而vA=vB,ωARA=ωBRB,ωA∶ωB
5、=RB∶RA=2∶1,又有ωB=ωC,由v=ωR,知vB=2vC,故A、B、C三点线速度之比为2∶2∶1,故A错;角速度之比为2∶1∶1,故B错;因T=2πω,故周期之比为1∶2∶2,故D错;由a=ω2R,可知向心加速度之比为(22×1)∶(12×2)∶(12×1)=4∶2∶1,故选C。-17-3.如图所示,在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B,A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动,如果OB=2AB,则绳OB与绳BA的张力之比为( ) A.
6、2∶1B.3∶2C.5∶3D.5∶2答案 C 设AB段长为l,则OB=2l,分别对A、B球受力分析如图所示由牛顿第二定律得FOB-FAB=m·2lω2FBA=m·3lω2由牛顿第三定律知FAB=FBA解得FOB=5mlω2,FAB=3mlω2则FOB∶FAB=5∶34.(多选)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球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( )A.球A的线速度必定大于球B的线速度B.球A的角速度必定小于球B的角速度C.球A的运动周期必定小于球B的运动周
7、期D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力答案 AB 球运转时受力如图向心力F向=mgtanθ=mv2R-17-由于mA=mB,RA>RB,故vA>vB,A正确;F向=mgtanθ=mω2R,由于RA>RB,故ωA<ωB,B正确;F向=mgtanθ=m4π2T2R,由于RA>RB,故TA>TB,C错;FN=mgsinθ,故FNA=FNB,由牛顿第三定律知,D错。考点一 传动装置中各量之间的关系 1.同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同。2.皮带或摩擦传动:不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度
8、大小相等。3.在讨论v、ω、r三者关系时,应采用控制变量法,即保持其中一个量不变来讨论另外两个量的关系。 1-1 (多选)如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程
