圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)

高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全）匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目，如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点现就各部分涉及的典型问题作点滴说明.匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变，而方向都是时刻变化的，因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。为了描述其运动的特殊性，又引入周期解、掌握这些概念、公式，并加以灵活选择运用，是我们学习的重点。;…A．线速度不变B.角速度不变C.加速度为零D.周期不变解析：匀速圆周运动的角速度和周期是不变的；线速度的大小不变,但方向【例2】在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A、B两点,如图1所示，过A、B的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°,则A、B两点的线速度之比为；向AωOBA2 A=A=A== A=AA=GG基本规律：径向合外力提供向心力F合=F；若是匀速圆周运动，则有F2F合合F向=G+F支F向=G时恰好到达最高点F向=G-F支FF向=F支-F向=F支—G支+G绳（竖直面）F向=FF支四、常见问题和处理方法CB=ABCOrAaAB，负:负rb=B负=vr知负负 C=A负负r1=B=r2AC=C=C=B=-BAAA C=CC==(3)根据a=v负知aBvB负B224【例4】如图所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑,A错;同样可判定a与c角速度不同,即a与b角速度不同,B错；设a点的线速度为,由,,故转盘：物体在转盘上随转盘一起做匀速圆周运动，物体与转盘间分无绳和有绳擦力是其正压力的倍。求：(2)因为,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦点评:当转盘转动角速度时,物体有绳相连和无绳体做圆周运动的向心力是由物体与圆台间的静摩擦力提供的圆锥摆:圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。其特点是由力(或拉力）的水平分力提供向心力（弹力的竖直分力和重力互为【例5】小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图解析：小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心),向心力F是重力G和支持力的合力,所以重力和支持力的合力方向必然水平。如,可见，e越大（即轨迹所在平面越高)，v越大，T越小。点评:本题的分析方法和结论同样适用于火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等在水平面内的匀速圆周运动的问题。共同点是由重力和弹力的合力提供向心【例6】如下图所示，两绳系一质量为m=0．1kg的小球,上面绳长L=2m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°,问球的角速度在什么范围内，两绳始终张-6ads如果，，则BC与轴的夹角大于45°。竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及题型分类如下:这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。(1)弹力只可能向下,如绳拉球.这种情况下有，即,(2)弹力只可能向上，如车过桥。在这种情况下有,弹力必然是向上的；当时物体受到的弹力恰好为零。度大小.(1)若F向上,则，,所以弹力的方向可能向;(2)若F向下,则则运动过程中小球的机械能不再守恒,这两类题一定要分清.的物体A静止在水,为解析：要使B静止,A必须相对于转盘静止--具有与转盘相同的角速度.A需要的圆心O;角速度取最小值时,A有向心运动的趋势，静摩擦力背离圆心O。+=-点评：在水平面上做圆周运动的物体,当角速度变化时,物体有远离或向着圆1。关于互成角度(不为零度和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说法正确的是()若不计空气阻力,则这4个球()滑.则()d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，4．在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人，假设江岸流去,水流速度为，摩托艇在静水中的航速为V2,战士救人的地点A离岸边最近5。火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速③当速度大于v时，轮缘挤压外轨④当速度小于v时，轮缘挤压外轨A.线速度大的角速度一定大B．线速度大的周期一定小C。角速度大的半径一定小A.飞机做的是匀速直线运动C.飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力取10m/s2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A．1倍B．2倍C.3倍D.4倍9。汽车行驶在半径为50m的圆形水平跑道上，速度为10m/s。已知汽车的质量为1000kg,汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0。8倍。问g＝10m/(1)此时，小丽做圆周运动的向心力是多大?(3)如果小丽到达最低点的速度为5m/s,绳子会断吗？过最高点C时,对管壁下部的压力为0.75mg。求A、B两球落地点间的距离.12.如图11所示，质量为0。5kg的小杯里盛有1kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4(2)在最高点时水对小杯底的压力是多少？(3)为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少?r/r/min一．选择题(在每小题给出的四个选项中，1。下列说法正确的是()A．做匀速圆周运动的物体的加速度恒定B.做匀速圆周运动的物体所受合外力为零C.做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的D.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态2.如图1所示，把一个长为20cm，系心，弹簧的另一端连接一个质量为心，弹簧的另一端连接一个质量为0。50kg的小球，当小球以π在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长应为（)A.5.2cmB。5.3cmC.5。0cmD.5。4cmmO体质量分别是M和m（M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起。若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙A.C.μμ(Mm)gMLμμ(Mm)gMLD.MmωO′ωAOA,它随圆盘一起运动（做匀速圆周运动)，如图4所示,则关于木块A的受力,下列D。木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同OOA半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,A．小球对圆环的压力大小等于mgB。小球受到的向心力等于重力mgD.小球的向心加速度大小等于gN。(g=10m／s2)9．m、m是质量分