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1、第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力万有引力第3讲圆周运动考纲解读掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系.理解向心力公式并能应用；了解物体做离心运动的条件理解向心力公式并能应用；了解物体做离心运动的条件.考点一考点一考点二考点二考点三考点三考点四考点四限时自测限时自测练出高分练出高分 考点一 圆周运动中的运动学分析转动快慢速度方向r2rfr2【考点逐项排查】答案 考点一 圆周运动中的运动学分析1.匀速圆周运动和匀速直线运动中的两个“匀速”的含义相同吗？有什么区别？答案不同.前者指线速度的大小不变，后者指速度的大小和方向都不变.2.判断下列说法是否正
2、确.(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动.( )(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.( )(3)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比.( )思维深化答案 考点一 圆周运动中的运动学分析【题组阶梯突破】解析答案213 考点一 圆周运动中的运动学分析vAvC，ABBD解析答案213 考点一 圆周运动中的运动学分析3.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RBRC32，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点
3、在转动过程中的()A.线速度大小之比为322B.角速度之比为332C.转速之比为232D.向心加速度大小之比为964A、B轮摩擦传动，故vavb，aRAbRB，ab32；B、C同轴，故bc，vbvcRB:RC32，vavbvc332，abc322，由av得：aaabac964D解析答案213 考点一 圆周运动中的运动学分析传动问题的类型及传动问题的类型及特点特点1.传动的类型(1)皮带传动(线速度大小相等)；(2)同轴传动(角速度相等)；(3)齿轮传动(线速度大小相等)；(4)摩擦传动(线速度大小相等).2.传动装置的特点(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；(2)皮带传动
4、、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等.规律总结返回 考点二 圆周运动中的动力学分析合力分力圆心m2rmr42f2合力4.匀速圆周运动的条件当物体所受的合外力(大小恒定)始终与速度方向垂直时，物体做 运动，此时向心力由 提供.匀速圆周物体所受合外力【考点逐项排查】答案 考点二 圆周运动中的动力学分析判断下列说法是否正确.(1)做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析做圆周运动物体的受力时，除了分析其受到的其他力，还必须指出它受到向心力的作用.( )(2)做圆周运动的物体所受到的合外力不一定等于向心力.( )(3)做圆周运动的物体所受合外
5、力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出.( )(4)在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯.( )(5)火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大.( )(6)飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机机翼一定处于倾斜状态.( )思维深化答案 考点二 圆周运动中的动力学分析4.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是()A.重力、支持力B.重力、向心力C.重力、支持力和指向圆心的摩擦力D.重力、支持力、向心力和摩擦力C【题组阶梯突破】答案546 考点二 圆周运动中的动力学分析mgFnF解析答案546 考点二 圆周运动中的动力学分析6.如图所示，一个内
6、壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是()A.A球的角速度等于B球的角速度B.A球的线速度大于B球的线速度C.A球的运动周期小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力FnmgFNRARB解析答案546 考点二 圆周运动中的动力学分析水平面内圆周运动临界问题的分析水平面内圆周运动临界问题的分析技巧技巧1.审清题意，确定研究对象；明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环；2.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；3.分析物体的受力情况，画
7、出受力分析图，确定向心力的来源；4.根据牛顿运动定律及向心力公式列方程.规律总结返回 考点三 水平面内圆周运动的临界问题处理临界问题的解题步骤(1)判断临界状态：有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应着临界状态；若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往对应着临界状态.(2)确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来.(3)选择物理规律：当确定
8、了物体运动的临界状态和临界条件后，要分别对不同的运动过程或现象，选择相对应的物理规律，然后列方程求解.【考点逐项排查】 考点三 水平面内圆周运动的临界问题【题组阶梯突破】879 考点三 水平面内圆周运动的临界问题B先滑动解析答案879 考点三 水平面内圆周运动的临界问题879 考点三 水平面内圆周运动的临界问题解析答案879 考点三 水平面内圆周运动的临界问题9.如图所示，用一根长为l1 m的细线,一端系一质量为m1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为FT.(g取10 m/s2，结果
9、可用根式表示)求：(1)若要小球刚好离开锥面，则小球的角速度0至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60，则小球的角速度为多大？与锥面只接触无弹力mgFTFN解析答案879 考点三 水平面内圆周运动的临界问题水平面内圆周运动临界问题的分析水平面内圆周运动临界问题的分析技巧技巧1.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心运动的趋势(半径有变化).这时要根据物体的受力情况，判断某个力是否存在以及这个力存在时方向朝哪(特别是一些接触力，如静摩擦力、绳的拉力等).2.三种临界情况：(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN0.(2)相对滑动的临界条
10、件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值.(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是：FT0.技巧点拨返回 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题1在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管)约束模型”【考点逐项排查】 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题2绳、杆模型涉及的临界问题 绳模
11、型杆模型常见类型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球过最高点的临界条件由小球恰能做圆周运动得v临_讨论分析0增大支持减小答案 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题BC杆模型【题组阶梯突破】解析答案11101213 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题11.如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为()A.Mg5mg B.MgmgC.Mg5mg D.Mg10mgvmgFNTMgFN解析答案11101213 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题CD解析答
12、案11101213 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题13.某物理小组的同学设计了一个粗糙玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R0.20 m).完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为_ kg；1.40答案11101213 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值
13、如下表所示：序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_ N；小车通过最低点时的速度大小为_ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，计算结果保留2位有效数字)7.91.4解析答案11101213 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题技巧点拨返回 限时自测1.(多选)如图所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是()A.木块A处于超重状态B.木块A处于失重状态C.B对A的摩擦力越来越小D.B对A的摩擦力越来越大aaxayay竖直
14、向下：失重Ff=max=masin . 减小，Ff减小BC解析答案21345 限时自测AC解析答案21345 限时自测3.如图，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用的时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则()A.t1t2 B.t1t2C.t1t2 D.无法比较t1、t2的大小在滑道AB段上取任意一点E v1v2Ev1v2Fv1v2在滑道BC段上取任意一点F v1FAP，C选项正确，D选项错误.答案 AC213456789101112 练
15、出高分213456789101112解析答案 练出高分答案 CD213456789101112 练出高分8.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P位置)，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下列的判断中正确的是()A.细线所受的拉力变小B.小球P运动的角速度变小C.Q受到桌面的静摩擦力变大D.Q受到桌面的支持力变大213456789101112解析答案 练出高分答案 C213456789101112 练
16、出高分9.如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1、m2的小球A和B，让B球悬挂，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心做匀速圆周运动，角速度为，半径为r，则关于r和关系的图象正确的是()B213456789101112解析答案 练出高分10.(多选)如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A.B的向心力是A的向心力的2倍B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C.A、B都有沿半径向外滑动的趋势D.若B先滑动，则B对A的动摩擦因数A小于盘对B的动摩擦因数B213456789101112解析答
17、案 练出高分答案 BC213456789101112 练出高分11.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R0.5 m，离水平地面的高度H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s0.4 m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数.213456789101112解析答案 练出高分213456789101112 练出高分12.如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一
18、质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出).已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.(1)若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN；213456789101112解析答案 练出高分213456789101112(2)为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值Rm；解析答案 练出高分213456789101112返回(3)轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大？最大距离xm是多少？解析答案更多精彩内容请登录更多精彩内容请登录