高一物理圓周運(yùn)動(dòng)的綜合復(fù)習(xí)

圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度

知識(shí)點(diǎn)2圓周運(yùn)動(dòng)的條件F=知識(shí)點(diǎn)3離心現(xiàn)象

1.離心運(yùn)動(dòng)：(1)定義：做_________的物體,在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需_______的情況下,所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。(2)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的_____,總有沿著圓周_________飛出去的傾向。慣性切線方向圓周運(yùn)動(dòng)向心力【思考辨析】(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻加速曲線運(yùn)動(dòng)。(

)(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力大小、方向都保持不變。(

)(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心加速度與半徑成反比。(

)(4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比。(

)(5)隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊受重力、支持力和向心力的作用。(

)(6)勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力是產(chǎn)生向心加速度的原因。(

)

(7)圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力突然消失,物體將沿圓周切線方向直線運(yùn)動(dòng)(

)(8)摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),如果超過(guò)一定速度,摩托車將發(fā)生滑動(dòng),這是因?yàn)槟ν熊囀艿窖匕霃椒较蛳蛲獾碾x心力作用。(

)錯(cuò)。錯(cuò)。錯(cuò)。錯(cuò)。錯(cuò)對(duì)。對(duì)。對(duì)。指向圓心方向的合力做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要的力物體作圓周運(yùn)動(dòng)的條件由物體的受力情況決定由物體的運(yùn)動(dòng)情況決定F=“供需”平衡物體做圓周運(yùn)動(dòng)【典例透析1】在“快樂(lè)向前沖”娛樂(lè)節(jié)目中有一關(guān)為瘋狂大轉(zhuǎn)盤,圖示為其簡(jiǎn)化模型,圓盤繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在到圓心O的距離R=0.8m處有一質(zhì)量m=50kg的人恰好能隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而不被甩出,此時(shí)圓盤的角速度ω=2rad/s。(1)求該人的向心加速度的大小。(2)求該人受到的最大靜摩擦力。(3)若該在距圓心O的距離R'=1.2m處時(shí),ω'=1.8rad/s的情況下,試判斷他是否會(huì)做離心運(yùn)動(dòng),并簡(jiǎn)述理由?！窘馕觥?1)該人的向心加速度a=ω2R=3.2m/s2。(2)由摩擦力提供向心力,可知該人受到的最大靜摩擦力Ff=mω2R=160N。(3)若該人在距圓心O的距離R'=1.2m處,則所需向心力F=mω'2R'=194.4N>160N摩擦力不足以提供向心力,故人會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)。答案：(1)3.2m/s2

(2)160N(3)會(huì)。理由見(jiàn)解析【變式訓(xùn)練】(2016·瓊海模擬)如圖所示,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)。當(dāng)圓筒的角速度增大以后,下列說(shuō)法正確的是(

)A.物體所受彈力增大,摩擦力也增大了B.物體所受彈力增大,摩擦力減小了C.物體所受彈力增大,摩擦力不變D.物體所受彈力和摩擦力都減小了選C考點(diǎn)2豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)解讀】1.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般是變速圓周運(yùn)動(dòng)。2.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),要注意物體運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)速度不為零。3.一般情況下,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的兩種情形?！镜淅?】如圖所示,質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中,盒子的邊長(zhǎng)略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),則(

)A.盒子在最高點(diǎn)時(shí)，盒子與小球之間恰無(wú)作用力,則該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為B.若盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到球心正右側(cè)時(shí),小球?qū)凶幼髠?cè)面的力為4mgC.若盒子剛好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)盒子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)凶拥南旅娴牧?mgD.盒子從最低點(diǎn)向最髙點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，屬于超重現(xiàn)象【總結(jié)提升】解決圓周運(yùn)動(dòng)的一般步驟(1)分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來(lái)源；(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等；(3)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程；【變式訓(xùn)練】(2016·金華模擬)如圖所示，一個(gè)小球沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的半徑為R，關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法正確的是()A.小球的線速度方向時(shí)刻在變化，但總是在圓周切線方向上B.小球的加速度方向時(shí)刻在變C.小球在最高點(diǎn)的線速度大小一定大于D.小球通過(guò)軌道最低點(diǎn)的彈力一定向上A、BD考點(diǎn)3圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題【考點(diǎn)解讀】圓周運(yùn)動(dòng)的綜合題往往涉及圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)(或類平拋運(yùn)動(dòng))、勻變速直線運(yùn)動(dòng)等多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析方法，明確每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，對(duì)于物體參與的多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,要仔細(xì)分析每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程為何種運(yùn)動(dòng)。【典例透析3】(2016·福建)如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0。(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。【解析】(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有H=gt2①水平方向有s=v0t②聯(lián)立①②兩式得v0==1m/s③(2)物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有μmg=④聯(lián)立③④得μ==0.2答案：(1)1m/s(2)0.2【變式訓(xùn)練】(2013·寧波模擬)m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn),且相對(duì)傳送帶靜止),A為終端皮帶輪,如圖所示,已知皮帶輪半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑。當(dāng)m可被水平拋出時(shí),A輪每秒的轉(zhuǎn)速最少是(

)【變式備選】水平光滑直軌道ab與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道bc相切，一小球以初速度v0沿直軌道向右運(yùn)動(dòng)。如圖所示，小球進(jìn)入圓形軌道后剛好能通過(guò)c點(diǎn)，然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在直軌道上的d點(diǎn)，則()A.小球到達(dá)c點(diǎn)的速度為B.小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為5mgC.小球在直軌道上的落點(diǎn)d與b點(diǎn)的距離為2RD.小球從c點(diǎn)落到d點(diǎn)所需時(shí)間為該類問(wèn)題常有臨界問(wèn)題,并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語(yǔ),現(xiàn)對(duì)兩種模型分析比較如下：輕繩模型輕桿模型常見(jiàn)類型過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件由小球能運(yùn)動(dòng)即可,得v臨=0【典例】(2016·山東)半徑為R的光滑圓環(huán)軌道豎直放置,一質(zhì)量為m的小球恰能在此圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球在軌道最高處對(duì)軌道的壓力大小為(

)A.0

B.4mg

C.5mg

D.6mg【變式訓(xùn)練】如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=B.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=0C.小球在管道的最低點(diǎn)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力D.小球在管道的最高點(diǎn)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力【雙基題組】1.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度方向,下列說(shuō)法正確的是(

)A.與線速度方向始終相同B.與線速度方向始終相反C.始終指向圓心D.始終保持不變【解析】選C。向心加速度的方向始終指向圓心,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度大小始終不變,方向在不斷變化,選項(xiàng)C正確。2.(2016·桂林模擬)如圖所示,B和C是一組塔輪,即B和C半徑不同,但固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,其半徑之比為RB∶RC=3∶2,A輪的半徑大小與C輪相同,它與B輪緊靠在一起,當(dāng)A輪繞過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于摩擦作用,B輪也隨之無(wú)滑動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。a、b、c分別為三輪邊緣的三個(gè)點(diǎn),則a、b、c三點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的(

)A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶4選D3.(2016·紹興模擬)如圖所示,輕桿的一端有一個(gè)小球,另一端有光滑的固定軸O?，F(xiàn)給小球一初速度,使小球和輕桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,用F表示小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)輕桿對(duì)小球的作用力,則F(

)A.一定是拉力B.一定是推力C.一定等