（通用版）高一物理 专题02 圆周运动暑假作业（含解析）.doc

专题02圆周运动【知识点梳理】一、匀速圆周运动和非匀速圆周运动1.匀速圆周运动（1）定义：线速度_大小不变_的圆周运动.（2）性质：向心加速度大小_不变_，方向总是_指向圆心_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_不变，方向始终与速度方向_垂直_且指向圆心.2.非匀速圆周运动（1）定义：线速度大小、方向均_发生变化_的圆周运动.（2）合力的作用.合力沿速度方向的分量ft产生切向加速度，ft=mat，它只改变速度的大小。合力沿半径方向的分量fn产生向心加速度，fn=man，它只改变速度的方向。二、水平面内的匀速圆周运动的分析方法1.运动实例：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等.2.这类问题的特点是:（1）运动轨迹是圆且在水平面内；（2）向心力的方向水平，竖直方向的合力为零.3.解答此类问题的方法：（1）对研究对象受力分析，确定向心力的来源；（2）确定圆周运动的圆心和半径；（3）应用相关力学规律列方程求解.三、竖直平面内的圆周运动的求解思路（1）定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点的临界条件不同，其原因主要是：“绳”不能支持物体，而“杆”既能支持物体，也能拉物体.（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.做一做1.关于圆周运动的向心力、向心加速度，下列说法正确的是（ ）a向心力的方向是不变的b向心力的方向是变化的c向心加速度方向与线速度方向相同d向心力与向心加速度方向一定不同2.铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关还与火车在弯道上的行驶速度v有关下列说法正确的是 （）a速率v一定时，r越小，要求h越大b速率v一定时，r越大，要求h越大c半径r一定时，v越小，要求h越大d半径r一定时，v越大，要求h越大练一练1.一个物体做匀速圆周运动，下列物理量中能够描述物体运动方向变化快慢的物理量有（ ）a角速度 b周期c转速 d向心加速度2.如图所示的皮带传动装置中，轮a和b同轴，a、b、c分别是三个轮边缘的质点，且ra=rc=2rb，则三质点的向心加速度之比aa：ab：ac等于（）a4：2：1 b2：1：2 c1：2：4 d4：1：4 3.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、，若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度为（ ）a b c d4. 如图所示，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物体所受弹力增大，摩擦力不变d物体所受弹力和摩擦力都减小了5.如图所示，物块p置于水平转盘上随转盘一起运动，图中沿半径指向圆心，与垂直，下列说法正确的是（ ）a当转盘匀速转动时，p受摩擦力方向为方向b当转盘加速转动时，p受摩擦力方向可能为方向c当转盘加速转动时，p受摩擦力方向可能为方向d当转盘减速转动时，p受摩擦力方向可能为方向6.如图甲所示，一轻杆一端固定在o点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为r的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为n，小球到最高点的速度大小为，图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）a当地的重力加速度大小b小球的质量为c时，杆对小球弹力方向竖直向上d若，则杆对小球弹力大小为7.如图所示，铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时（）a火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧 b弯道半径越大，火车所需向心力越大c火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动 d火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大8.如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动当小球的转速改为原来的3倍时，细线将恰好会断开，线断开前的瞬间，小球受到的拉力比原来的拉力大40n，求：（1）线断开前的瞬间，线受到的拉力大小？（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度？（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边缘的夹角为60，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距离桌边缘的水平距离？（取g=10m/s2）知一知过山车中的物理学 过山车中的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次向下行驶后，就再也没有任何装置为它提供动力了，从这时起，带动它沿着轨道行驶的唯一的发动机，将是重力势能，翻滚过山车的过程，就是重力势能转化为动能，动能转化为重力势能的循环转化的过程，当达到圆形轨道的最高点时，它会慢下来，一旦走完行程，机械制动装置就会非常安全的使过山车停下来。专题02圆周运动练一练1.【答案】abc【解析】角速度是描述方向变化快慢的物理量，根据公式可得周期越大，角速度越小，也是描述方向变化快慢的物理量，根据公式，可得转速越大，角速度越大，故转速也是描述方向变化快慢的物理量，而向心加速度是描述速度变化快慢的物理量，d错误；考点：考查了匀速圆周运动规律的应用.3.【答案】a【解析】由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为，则，故，故选项a正确。考点：线速度、角速度和周期、转速4.【答案】c【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图：其中重力g与静摩擦力平衡，与物体的角速度无关，支持力n提供向心力，所以当圆筒的角速度增大以后，向心力变大，物体所受弹力n增大，所以c正确。考点：牛顿第二定律、向心力5.【答案】d【解析】圆周运动的物体，速度方向在改变，沿半径指向圆心方向一定受力匀速圆周运动的物体，切向方向不受力，合力指向圆心，而物块p的向心力是摩擦力提供的，所以当转盘匀速转动时，p受摩擦力方向为方向，故a错误；当转盘加速转动时，物块p做加速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向，故b、c错误；当转盘减速转动时，物块p做减速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向，故d正确。考点：向心力、摩擦力的判断.6.【答案】b【解析】在最高点，若，则；若，则，解得：，故a正确，b错误；由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故c错误；若，则，解得，故d错误。考点：向心力、向心加速度7.【答案】ad【解析】试题分析：火车转弯做匀速圆周运动，合力指向圆心，受力如图由向心力公式，因而，m、v一定时，r越大，f向越小；合力f向与m一定时v变大，r也应该变大；v变大，要做离心运动，会对轨道外侧造成挤压；故选ad。考点：生活中的圆周运动的应用8.【答案】（1）45 n（2）5 m/s（3）1.73 m【解析】（1）线的拉力提供小球做圆周运动的向心力，设开始时角速度为0，向心力为f0，线断开的瞬间，角速度为，线的拉力为ft，f0=m02r， ft=m2r 由得又因为ft=f0+40