圓周運(yùn)動(dòng)典型例題學(xué)生版(含答案)

1、圓周運(yùn)動(dòng)專題總結(jié)知識(shí)點(diǎn)一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1、定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間里通過的 相等，這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速周圓運(yùn)動(dòng)。2、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是 運(yùn)動(dòng)，而不是勻加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榫€速度方向時(shí)刻在變化，向心加速度方向，時(shí)刻沿半徑指向圓心，時(shí)刻變化3、特征：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，角速度、周期、轉(zhuǎn)速、速率、動(dòng)能都是恒定不變的；而線速度、加速度、合外力、動(dòng)量是不斷變化的。4、受力提特點(diǎn)： 。隨堂練習(xí)題1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ） A勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng) B勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng) D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體必處于平衡狀態(tài)2.關(guān)于向心力的說法正確的是

2、（） A物體由于作圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一個(gè)向心力 B向心力不改變做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小 C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力即為其所受合外力 D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是個(gè)恒力3. 在光滑的水平桌面上一根細(xì)繩拉著一個(gè)小球在作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該運(yùn)動(dòng)下列物理量中不變的是（A）速度 （B）動(dòng)能 （C）加速度 （D）向心力知識(shí)點(diǎn)二、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量線速度 物理意義：線速度用來描述物體在圓弧上運(yùn)動(dòng)的快慢程度。 定義：圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值，描述圓周運(yùn)動(dòng)的“線速度”，其本質(zhì)就是“瞬時(shí)速度”。 方向：沿圓周上該點(diǎn)的 方向 大小： 角速度 物理意義：角速度反映了物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 定

3、義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，圍繞圓心轉(zhuǎn)過的角度與所用時(shí)間的比值 大?。?，單位： （）線速度與角速度關(guān)系： 周期和轉(zhuǎn)速： 物理意義：都是用來描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的。 周期：表示的是物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間，單位是秒；轉(zhuǎn)速（也叫頻率）：表示的是物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。的單位是 （）或 （）的單位：赫茲，5、兩個(gè)結(jié)論 凡是直接用皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、齒輪咬合、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的 大小相等； 凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn) 相等（軸上的點(diǎn)除外）（共軸轉(zhuǎn)動(dòng)）。6、向心加速度： 物理意義：描述速度 變化快慢的物理量 方向：總是指向 ，時(shí)刻在變化。 大?。?

4、= = = 7、向心力（物體以v做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，需要F或者由幾個(gè)力的合力提供向心力，線速度、角速度、半徑、物體質(zhì)量的改變引起了向心力的改變）（1）定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的總是沿著半徑方向指向 的力，是 力。 （2）作用效果：產(chǎn)生 加速度，只改變線速度的 ，不改變線速度的 。 （3）大?。?= = = （4）來源：向心力是按 命名的力，不是某種 的力，可以由幾個(gè)力的 力或某一個(gè)力的 力提供；在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中 力提供向心力；變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合外力并不指向圓心，這時(shí)合外力可以分解為互相垂直的兩個(gè)力：跟圓周相切的分力和指向圓心方向的分力，產(chǎn)生了 加速度，與速度垂直，改變了速度 ，產(chǎn)生 加速度，

5、切向加速度與物體的速度方向在一條直線上，它改變了速度的 。練習(xí)題1一個(gè)物體以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是 ( )A軌道半徑越大線速度越大 B軌道半徑越大線速度越小C軌道半徑越大周期越大 D軌道半徑越大周期越小2正常走動(dòng)的鐘表，其時(shí)針和分針都在做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列關(guān)系中正確的有 ( )A時(shí)針和分針角速度相同 B分針角速度是時(shí)針角速度的12倍C時(shí)針和分針的周期相同 D分針的周期是時(shí)針周期的12倍3質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）A線速度越大，周期一定越小 B角速度越大，周期一定越小C轉(zhuǎn)速越大，周期一定越小 D圓周半徑越小，周期一定越小4關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與線速度，下列說

6、法中正確的是（ ）A半徑一定，角速度與線速度成反比 B半徑一定，角速度與線速度成正比C線速度一定，角速度與半徑成反比 D角速度一定，線速度與半徑成正比5A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)它們通過的路程之比sAsB=23，轉(zhuǎn)過的角度之比AB=32，則下列說法正確的是（ ） A它們的半徑之比RARB=23 B它們的半徑之比RARB=49 C它們的周期之比TATB=23 D它們的周期之比TATB=326.如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的abcd距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比、向心加速度之比。 C圖34AB7如圖34所示的皮帶轉(zhuǎn)

7、動(dòng)裝置，左邊是主動(dòng)輪，右邊是一個(gè)輪軸，。假設(shè)在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，則皮帶輪邊緣上的A、B、C三點(diǎn)的角速度之比是 ；線速度之比是 ；向心加速度之比是 。圖3-7AB8圖示為某一皮帶傳動(dòng)裝置。主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是（ ）。 A從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為nD從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n9.圖3-7中圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)的1/4圓周，在B點(diǎn)，軌道的切線是水平的。一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)從靜止開始下滑，不計(jì)滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn)剛要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為_，剛滑過B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為

8、_。10.甲、乙兩名滑冰運(yùn)動(dòng)員，面對(duì)面拉著彈簧秤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的滑冰表演，兩人相距0.9m，彈簧秤的示數(shù)為9.2N，下列判斷中正確的是（ ） A. 兩人的線速度相同，約為40m/s B. 兩人的角速度相同，為6rad/s C. 兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45m D. 兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6m11在地球上，赤道附近的物體A和北京附近的物體B隨地球的自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（ ） A物體A與物體B的向心力都指向地心 B物體A的線速度的大小小于物體B的線速度的大小 C物體A的角速度的大小小于物體B的角速度的大小 D物體A的向心加速度的大小大于物體B的向心加速度的大小12.如圖

9、所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，下列說法正確的是（ ）A、 物體受重力、向心力、摩擦力三個(gè)力 B、物體受重力、彈力、摩擦力三個(gè)力 C、物體受重力、彈力、向心力、摩擦力D、物體受重力、彈力、向心力、三個(gè)力13.如圖所示，、三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)均為，的質(zhì)量為，、質(zhì)量均為，、離軸，離軸2，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)（設(shè)、都沒有滑動(dòng)），、三者的滑動(dòng)摩擦力認(rèn)為等于最大靜摩擦力，下列說法正確的是（ ） A. 物的向心加速度最大； B. 物的靜摩擦力最小；C. 當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，比先滑動(dòng)； D. 當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，比先滑動(dòng)。14在光滑的水平面上，用長(zhǎng)為l的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小

10、球，以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 Al、不變，m越大線越易被拉斷 Bm、不變，l越小線越易被拉斷 Cm、l不變，越大線越易被拉斷 Dm不變，l減半角速度加倍時(shí)，線的拉力不變15有一種大型游戲器械，它是一個(gè)圓筒形容器，筒壁豎直，游客進(jìn)入容器后靠筒壁站立當(dāng)圓筒開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)速加快到一定程度時(shí)，突然地板塌落，游客發(fā)現(xiàn)自己沒有落下去，這是因?yàn)锳游客處于超重狀態(tài)B游客處于失重狀態(tài)C游客受到的摩擦力等于重力D筒壁對(duì)游客的支持力等于重力16.關(guān)于變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的說法中正確的是（ ）A物體除其他力外，還受到一個(gè)向心力的作用 B物體所受的合力等于向心力C向心力的大小一直在變化 D變速圓周運(yùn)動(dòng)

11、的合力的方向不指向圓心17如圖所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算該女運(yùn)動(dòng)員()A受到的拉力為 GB受到的拉力為2GC向心加速度為gD向心加速度為2g18質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方處有一光滑的釘子P，把小球拉到與釘子P等高的位置，擺線被釘子擋住如圖讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)()A小球運(yùn)動(dòng)的線速度突然減小B小球的角速度突然減小C小球的向心加速度突然減小D懸線的拉力突然增大19如圖4311所示，長(zhǎng)

12、為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為.下列說法中正確的是A小球受重力、繩的拉力和向心力作用B小球只受重力和繩的拉力作用C越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大D越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大20 長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng)），如圖所示，當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是時(shí)，求：LO（1） 線的拉力F；（2）小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小； （3）小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期。21 .如圖17所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁

13、粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊。求當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??；當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。22 如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 （ ）球A的角速度一定大于球B的角速度球A的線速度一定大于球B的線速度球A的運(yùn)動(dòng)周期一定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期球A對(duì)筒壁的壓力一定大于球B對(duì)筒壁的壓力知識(shí)點(diǎn)三、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的常用模型：輕繩模型輕桿模型過拱橋輕繩 外軌道（無支撐的情

14、況） 輕桿 管道（有支撐的情況）無約束的時(shí)繩子或軌道對(duì)物體的彈力為 方向 時(shí)繩子或軌道對(duì)物體的彈力為 時(shí)，物體 是物體能否在豎直面上能過最高點(diǎn)(能完成完整的圓周運(yùn)動(dòng))的最小速度。時(shí)輕桿或管道對(duì)物體的彈力為 方向 時(shí)輕桿或管道對(duì)物體的彈力為 時(shí)，輕桿或管道對(duì)物體的彈力為 方向 是物體所受彈力的方向變化的臨界速度當(dāng)時(shí)，車 是汽在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度圖4-4aOb1.如圖4-4所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖3中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力可能是 （ ） A.a處為拉力，b處為拉力 B.a處為拉力，b處

15、為推力C.a處為推力，b處為拉力 D.a處為推力，b處為推力答案A、B。2.如圖，用長(zhǎng)為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是（ ）A小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零C若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為D小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力3長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于某點(diǎn)，當(dāng)繩豎直時(shí)小球靜止，再給小球一水平初速度，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，并且剛好能過最高點(diǎn)，則下列說法中正確的是 （ ）A球過最高點(diǎn)時(shí)，速度為零 B球過最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力為mgC開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力為

16、 D球過最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為O圖6-11-34如圖6-11-3所示，一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是 （ ）A球過最高點(diǎn)時(shí)，桿所受的彈力可以等于零B球過最高點(diǎn)時(shí)，最小速度為C球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的彈力一定與球的重力方向相反D球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的彈力可以與球的重力反向，此時(shí)重力一定大于桿對(duì)球的彈力5繩系著裝水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m = 0.5kg，繩長(zhǎng)L = 40cm，求：（）為使桶在最高點(diǎn)時(shí)水不流出，桶的最小速率？（）桶在最高點(diǎn)速率v = 3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力？6長(zhǎng)L0.5 m質(zhì)量可忽略的細(xì)桿，其一端可繞O

17、點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定著一個(gè)物體A.A的質(zhì)量為m2 kg，當(dāng)A通過最高點(diǎn)時(shí)，如圖4316所示，求在下列兩種情況下桿對(duì)小球的作用力：(1)A在最低點(diǎn)的速率為 m/s；(2)A在最低點(diǎn)的速率為6 m/s.7.汽車過凸形橋，已知橋的半徑為8m，為了保證汽車對(duì)汽車的抓地力，汽車與地面的擠壓不能小于車重的0.2倍，則汽車過凸形橋頂?shù)淖畲笏俣炔荒艹^（ ）A、4m/s B、8m/s C、10m/s D、4m/s8.汽車過凹形橋，汽車車身載重的彈簧板受承載能力是一定的，某汽車彈簧板能承載車重的10倍力的作用，汽車要以高速過半徑為40m的凹形橋，則汽車在凹形橋最底端的最大速度是多少？（ ）A、60m/

18、s B、20m/s C、20m/s D、40m/圖3-119.半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，如圖3-11所示。頂部有一小物體甲，今給它一個(gè)水平初速度，則物體甲將（ ）A沿球面下滑至M點(diǎn)B先沿球面下滑至某點(diǎn)N，然后便離開球面作斜下拋運(yùn)動(dòng)C按半徑大于R的新的圓弧軌道作圓周運(yùn)動(dòng)D立即離開半圓球作平拋運(yùn)動(dòng)10.汽車質(zhì)量m為1.5×104 kg，以不變的速率先后駛過凹形路面和凸形路面，路面圓弧半徑均為15 m，如圖3-17所示如果路面承受的最大壓力不得超過2×105 N，汽車允許的最大速率是多少？汽車以此速率駛過路面的最小壓力是多少？火車轉(zhuǎn)彎問題GF合FN1火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

19、：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)做的是_運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，需要向心力。2為了消除火車車輪對(duì)路軌的側(cè)向壓力，鐵路彎道處內(nèi)、外軌不在同一水平面上，即_高、_低。其高度差是根據(jù)轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑和規(guī)定的行駛速度而設(shè)計(jì)的。 3計(jì)算規(guī)定速度：設(shè)火車質(zhì)量m、軌道平面傾角、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑r、規(guī)定的車速v，則應(yīng)有 （寫出表達(dá)式）4.在轉(zhuǎn)彎處：(1)若列車行駛的速率等于規(guī)定速度，則兩側(cè)軌道都不受車輪對(duì)它的側(cè)向壓力(2)若列車行駛的速率大于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對(duì)它向_的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.（3)若列車行駛的速率小于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對(duì)它向_的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.1、火車以某一速度v通過某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是（ ）A.軌道半徑R=v2/g B.若火車速度大于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外C.若火車速度小于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi) D.當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，安全速率也將改變2.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動(dòng)可看作是做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng)。已知重力加