高一物理圆周运动的综合复习资料知识分享

1、高一物理圆周运动的综合复习高一物理圆周运动的综合复习资料资料【思考辨析】【思考辨析】(1)(1)匀速圆周运动是匀加速曲线运动。匀速圆周运动是匀加速曲线运动。( () )(2)(2)做匀速圆周运动的物体所受合外力大小、方向都保持不变。做匀速圆周运动的物体所受合外力大小、方向都保持不变。( () )(3)(3)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比。做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比。( () )(4)(4)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比。( () )(5)(5)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用。随圆盘一起匀速转动的物

2、块受重力、支持力和向心力的作用。( () )(6)(6)匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因。匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因。( () ) (7)(7)圆周运动的物体合外力突然消失圆周运动的物体合外力突然消失, ,物体将沿圆周切线方向直线运动物体将沿圆周切线方向直线运动( () )(8)(8)摩托车转弯时摩托车转弯时, ,如果超过一定速度如果超过一定速度, ,摩托车将发生滑动摩托车将发生滑动, ,这是因为摩托车这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用。受到沿半径方向向外的离心力作用。( ( ) )错。错。错。错。错。错。错。错。错错 对。对。对。对。对。对。指向圆

3、心方向的指向圆心方向的合力合力做圆周运动的物体做圆周运动的物体需需要要的力的力物体作圆周运动的条件物体作圆周运动的条件由物体的受力情况决定由物体的受力情况决定由物体的运动情况决定由物体的运动情况决定Frvm2= “ 供需供需”平衡平衡 物体做圆周物体做圆周运动运动【典例透析【典例透析1 1】在在“快乐向前冲快乐向前冲”娱乐节目中有一关为疯狂大娱乐节目中有一关为疯狂大转盘转盘, ,图示为其简化模型图示为其简化模型, ,圆盘绕轴匀速转动时圆盘绕轴匀速转动时, ,在到圆心在到圆心O O的距的距离离R=0.8mR=0.8m处有一质量处有一质量m=50kgm=50kg的人恰好能随圆盘做匀速圆周运动的人恰

4、好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出而不被甩出, ,此时圆盘的角速度此时圆盘的角速度=2rad/s=2rad/s。(1)(1)求该人的向心加速度的大小。求该人的向心加速度的大小。(2)(2)求该人受到的最大静摩擦力。求该人受到的最大静摩擦力。(3)(3)若该在距圆心若该在距圆心O O的距离的距离R R =1.2m=1.2m处时处时, =1.8rad/s=1.8rad/s的情况下的情况下, ,试判断他是否会做离心运动试判断他是否会做离心运动, ,并简述理由。并简述理由。【解析】【解析】(1)(1)该人的向心加速度该人的向心加速度a=a=2 2R=3.2m/sR=3.2m/s2 2。(2)(2)由摩

5、擦力提供向心力由摩擦力提供向心力, ,可知该人受到的最大静摩擦力可知该人受到的最大静摩擦力F Ff f=m=m2 2R=160NR=160N。(3)(3)若该人在距圆心若该人在距圆心O O的距离的距离R=1.2mR=1.2m处处, ,则所需向心力则所需向心力F=mF=m2 2R=194.4N160NR=194.4N160N摩擦力不足以提供向心力摩擦力不足以提供向心力, ,故人会做离心运动。故人会做离心运动。答案：答案：(1)3.2m/s(1)3.2m/s2 2(2)160N(2)160N(3)(3)会。理由见解析会。理由见解析【变式训练】【变式训练】(2016(2016琼海模拟琼海模拟) )如

6、图所示如图所示, ,在匀速转动的圆在匀速转动的圆筒内壁上筒内壁上, ,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角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速度增大以后, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.物体所受弹力增大物体所受弹力增大, ,摩擦力也增大了摩擦力也增大了B.B.物体所受弹力增大物体所受弹力增大, ,摩擦力减小了摩擦力减小了C.C.物体所受弹力增大物体所受弹力增大, ,摩擦力不变摩擦力不变D.D.物体所受弹力和摩擦力都减小了物体所受弹力和摩擦力都减小了选选C C考点考点2 2 竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动【考点解读】【考点解读】1.1.竖直

7、面内的圆周运动一般是变速圆周运动。竖直面内的圆周运动一般是变速圆周运动。2.2.竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动, ,要注意物体运动到圆周的最高点速度要注意物体运动到圆周的最高点速度不为零。不为零。3.3.一般情况下一般情况下, ,竖直面内的圆周运动问题只涉及竖直面内的圆周运动问题只涉及最高点最高点和和最低最低点点的两种情形。的两种情形。【典例【典例2 2】如图所示如图所示, ,质量为质量为m m的小球置于正方体的光滑盒子中的小球置于正方体的光滑盒子中, ,盒子的盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R R的的

8、匀速圆周运动匀速圆周运动, ,已知重力加速度为已知重力加速度为g,g,空气阻力不计空气阻力不计, ,则则( () )A.A.盒子在最高点时，盒子与小球之间恰无作用力盒子在最高点时，盒子与小球之间恰无作用力, ,则该盒子做匀速圆周运动的周期为则该盒子做匀速圆周运动的周期为B.B.若盒子做匀速圆周运动运动到球心正右侧时若盒子做匀速圆周运动运动到球心正右侧时, ,小小球对盒子左侧面的力为球对盒子左侧面的力为4mg4mgC.C.若盒子刚好做匀速圆周运动，则当盒子运动到最高点时，小球对若盒子刚好做匀速圆周运动，则当盒子运动到最高点时，小球对盒子的下面的力为盒子的下面的力为3mg3mgD.D.盒子从最低点

9、向最髙点做匀速圆周运动的过程中，属于超重现象盒子从最低点向最髙点做匀速圆周运动的过程中，属于超重现象R2g【总结提升】【总结提升】解决圆周运动的一般步骤解决圆周运动的一般步骤(1)(1)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；源；(2)(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；轨道平面、圆心、半径等；(3)(3)牛顿运动定律及向心力公式列方程；牛顿运动定律及向心力公式列方程；【变式训练】【变式训练】(2016(2016金华模拟金华模拟) )如图

10、所示，如图所示，一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为圆周运动，圆环的半径为R R，关于小球的，关于小球的运动情况，以下说法正确的是运动情况，以下说法正确的是( )( )A.A.小球的线速度方向时刻在变化，但总是在圆周切线方向上小球的线速度方向时刻在变化，但总是在圆周切线方向上B.B.小球的加速度方向时刻在变小球的加速度方向时刻在变C.C.小球在最高点的线速度大小一定大于小球在最高点的线速度大小一定大于D.D.小球通过轨道最低点的弹力一定向上小球通过轨道最低点的弹力一定向上RgA A、B D B D 考点考点3 3 圆周运动的综合问题圆周

11、运动的综合问题【考点解读】【考点解读】圆周运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动圆周运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动( (或类平抛运或类平抛运动动) )、匀变速直线运动等多个运动过程、匀变速直线运动等多个运动过程分析方法，明确每个运动过程的运动性质，对于物体参分析方法，明确每个运动过程的运动性质，对于物体参与的多个运动过程与的多个运动过程, ,要仔细分析每个运动过程为何种运动。要仔细分析每个运动过程为何种运动。【典例透析【典例透析3 3】(2016(2016福建福建) )如图如图, ,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动加速转动, ,当转速达到某一

12、数值时当转速达到某一数值时, ,物块物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径转台半径R=0.5m,R=0.5m,离水平地面的高度离水平地面的高度H=0.8m,H=0.8m,物块平抛落地过程物块平抛落地过程水平位移的大小水平位移的大小s=0.4ms=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力摩擦力, ,取重力加速度取重力加速度g=10m/sg=10m/s2 2。求：。求：(1)(1)物块做平抛运动的初速度大小物块做平抛运动的初速度大小v v0 0。(2)(2)物块与转台间的动摩擦因数物块与转台间的动摩擦因数。【解析】

13、【解析】(1)(1)物块做平抛运动，竖直方向有物块做平抛运动，竖直方向有H= gtH= gt2 2 水平方向有水平方向有s=vs=v0 0t t 联立联立两式得两式得v v0 0= =1 m/s = =1 m/s (2)(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有mg= mg= 联立联立得得= =0.2= =0.2答案：答案：(1)1 m/s (2)0.2(1)1 m/s (2)0.212gs2H20vmR20vgR【变式训练】【变式训练】(2013(2013宁波模拟宁波模拟)m)m为在水平传送带上被传送的为在水平传送带上被传送的小物体小物体( (

14、可视为质点可视为质点, ,且相对传送带静止且相对传送带静止),A),A为终端皮带轮为终端皮带轮, ,如图如图所示所示, ,已知皮带轮半径为已知皮带轮半径为r,r,传送带与皮带轮间不会打滑。当传送带与皮带轮间不会打滑。当m m可可被水平抛出时被水平抛出时,A,A轮每秒的转速最少是轮每秒的转速最少是( () )g1g1A. grB.C.D.grr2r2【变式备选】【变式备选】水平光滑直轨道水平光滑直轨道abab与半径为与半径为R R的竖直半圆形光滑轨道的竖直半圆形光滑轨道bcbc相切，一小球以初速度相切，一小球以初速度v v0 0沿直轨道向右运动。如图所示，小球进入圆沿直轨道向右运动。如图所示，小

15、球进入圆形轨道后刚好能通过形轨道后刚好能通过c c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d d点，点，则则( )( )A.A.小球到达小球到达c c点的速度为点的速度为B.B.小球到达小球到达C C点时对轨道的压力为点时对轨道的压力为5mg5mgC.C.小球在直轨道上的落点小球在直轨道上的落点d d与与b b点的距离为点的距离为2R2RD.D.小球从小球从c c点落到点落到d d点所需时间为点所需时间为gRR2g该类问题常有临界问题该类问题常有临界问题, ,并伴有并伴有“最大最大”“”“最小最小”“”“刚好刚好”等等词语词语, ,现对两种模型分析比较如下：现对

16、两种模型分析比较如下：轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型常见常见类型类型过最高过最高点的临点的临界条件界条件由小球能运动即可由小球能运动即可, ,得得v v临临=0=02vmgmrvgr临临由由得得【典例】【典例】(2016(2016山东山东) )半径为半径为R R的光滑圆环轨道竖直放置的光滑圆环轨道竖直放置, ,一质一质量为量为m m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动, ,则小球在轨道最高则小球在轨道最高处对轨道的压力大小为处对轨道的压力大小为( () )A.0A.0B.4mgB.4mgC.5mgC.5mgD.6mgD.6mg【变式训练】【变式训练】如图所示如图所

17、示, ,小球在竖直放置的光滑圆形管道内小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动做圆周运动, ,内侧壁半径为内侧壁半径为R,R,小球半径为小球半径为r,r,则下列说法正确则下列说法正确的是的是( () )A.A.小球通过最高点时的最小速度小球通过最高点时的最小速度v vminmin= =B.B.小球通过最高点时的最小速度小球通过最高点时的最小速度v vminmin=0=0C.C.小球在管道的最低点时小球在管道的最低点时, ,内侧管壁对小球一定无作用力内侧管壁对小球一定无作用力D.D.小球在管道的最高点时小球在管道的最高点时, ,外侧管壁对小球一定有作用力外侧管壁对小球一定有作用力g Rr【双基题

18、组】【双基题组】1.1.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向, ,下列说法正确的下列说法正确的是是( () )A.A.与线速度方向始终相同与线速度方向始终相同B.B.与线速度方向始终相反与线速度方向始终相反C.C.始终指向圆心始终指向圆心D.D.始终保持不变始终保持不变【解析】【解析】选选C C。向心加速度的方向始终指向圆心。向心加速度的方向始终指向圆心, ,做匀速圆周运动做匀速圆周运动物体的向心加速度大小始终不变物体的向心加速度大小始终不变, ,方向在不断变化方向在不断变化, ,选项选项C C正确。正确。2.(20162.(2016桂林模拟桂林模拟)

19、)如图所示如图所示,B,B和和C C是一组塔轮是一组塔轮, ,即即B B和和C C半径不同半径不同, ,但固定在同一转动轴上但固定在同一转动轴上, ,其半径之比为其半径之比为R RB BRRC C=32,A=32,A轮的半径大轮的半径大小与小与C C轮相同轮相同, ,它与它与B B轮紧靠在一起轮紧靠在一起, ,当当A A轮绕过其中心的竖直轴转轮绕过其中心的竖直轴转动时动时, ,由于摩擦作用由于摩擦作用,B,B轮也随之无滑动地转动起来。轮也随之无滑动地转动起来。a a、b b、c c分别分别为三轮边缘的三个点为三轮边缘的三个点, ,则则a a、b b、c c三点在运动过程中的三点在运动过程中的( () )A.A.线速度大小之比为线速度大小之比为322322B.B.角速度之比为角速度之比为332332C.C.转速之比为转速之比为232232D.D.向心加速度大小之比为向心加速度大小之比为964964选选D D3