人教版高三(下)考前突破(四)：三模型解决竖直面内的圆周运动问题

人教版高三（下）考前突破（四）：三模型解决竖直面内的圆

周运动问题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( )

A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度

B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能

C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力

D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度

2．如图，长为L 的轻杆一端固定质量为m 的小球，另一端有固定转轴O 。现使小球在竖直平面内做圆周运动。P 为圆周轨道的最高点。若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为√9

2

gL ，则以下判断正确的是（ ）

A ．小球不能到达P 点

B ．小球到达P 点时的速度小于√gL

C ．小球能到达P 点，但在P 点不会受到轻杆的弹力

D ．小球能到达P 点，且在P 点受到轻杆向下的弹力

3．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B 点脱离后做平抛运动，经过0.3 s 后又恰好垂直与倾角为45?的斜面相碰．已知半圆形管道的半径为1m R =，小球可看做质点且其质量为1kg m g =?取210m /s ．则（ ）

A ．小球在斜面上的相碰点C 与

B 点的水平距离是1.0m B ．小球在斜面上的相碰点

C 与B 点的水平距离是1.9 m C ．小球经过管道的B 点时，受到管道的作用力NB F 的大小是1N

D ．小球经过管道的B 点时，受到管道的作用力NB F 的大小是1N

4．汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A 点，下端固定于箱内O '点，B 也为后盖上一点，后盖可绕过O 点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中（ ）

A ．A 点相对'O 点做圆周运动

B ．A 点与B 点相对于O 点转动的线速度大小相等

C ．A 点与B 点相对于O 点转动的角速度大小相等

D ．A 点与B 点相对于O 点转动的向心加速度大小相等

5．如图所示，轻绳的一端固定在O 点，另一端系一质量为m 的小球，在最低点给小球一个初速度，小球恰好能够在竖直平面内完成圆周运动，选项中给出了轻绳对小球拉力

F 跟小球转过的角度(00180)θ?≤≤?的余弦cos θ关系的四幅图象，其中A 是一段直

线，B 是一段余弦函数线，C 、D 是一段抛物线，

这四幅cos F θ-图象中正确的是（ ）

A．B．

C．D．

6．如图两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为( )

A B．2mg C．3mg D．4mg

二、解答题

7．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC

为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=3

5

，一质量为m的

小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：

（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；

（2）小球到达A点时动量的大小；

（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间．

8．如图所示，半径为R，内壁光滑的半圆形轨道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入圆形轨道，通过最高点C时，对轨道的压力为3mg，AC在同一竖线上，不计空气阻力，求：

(1)小球在A点时对轨道的压力；

(2)小球落至水平面上时距离A点的水平距离．

三、多选题

9．如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是( )

A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为

10．如图所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部A点．现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动．当

小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2．设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则W1/ W2的值可能是（）

A．1/2 B．2/3 C．3/4 D．1

11．如图所示，内壁光滑的大圆管，用一细轻杆固定在竖直平面内；在管内有一小球（可视为质点）做圆周运动．下列说法正确的是（）

A．小球通过最低点时，小球对圆管的压力向下

B．小球通过最高点时，小球对圆管可能无压力

C．细杆对圆管的作用力一定大于圆管的重力大小

D．细杆对圆管的作用力可能会大于圆管和小球的总重力大小

12．英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道．如图所示，环形车道竖直放置，半径为6m，若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为1000kg，重力加速度g取10m/s2，则（）

A．汽车通过最低点时，演员处于超重状态

B．汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104N

C．若要挑战成功，汽车在最高点的速率不可能低于12m/s的恒定速率运动

D．汽车在环形车道上的角速度为1rad/s

参考答案

1．C 【解析】

从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=

1

2

mv 2，解得：v =在最低点的速度只与半径有关，可知v P ＜v Q ；动能与质量和半径有关，由于P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短，所以不能比较动能的大小．故AB 错误；在最低点，拉力

和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=m 2 v R ，解得，F=mg+m 2

v R =3mg ，

2F mg

a g m

-=

向＝，所以P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C 正确，D 错误．故选C ．

点睛：求最低的速度、动能时，也可以使用动能定理求解；在比较一个物理量时，应该找出影响它的所有因素，全面的分析才能正确的解题． 2．B 【解析】 【详解】

AB.根据机械能守恒定律

2mgL =12mv 2?1

2

mv 2

可求出小球在P 点的速度为

√1

2

gL <√gL 故B 正确，A 错误。

CD.小球在P 点所需要的向心力

F =mv 2p L =12

mg

故小球在P 点受到轻杆向上的弹力，故C 、D 均错误。 3．C 【详解】

AB.根据平抛运动的规律，小球在C 点的竖直分速度3m /s y v gt ==，水平分速度

tan 453m /s x y v v ?==，则B 点与C 点的水平距离为0.9m x x v t ==，选项A 、B 错误；

CD.在B 点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有

2B

NB B ,3m /s x mv F mg v v R

+===

解得NB 1N F =-，负号表示管道对小球的作用力方向向上，选项C 正确，D 错误． 4．C 【详解】

A.在合上后备箱盖的过程中，O'A 的长度是变短的，因此A 点相对O ′点不是做圆周运动，A 错误；

BCD.在合上后备箱盖的过程中，A 与B 都是绕O 做圆周运动，相同的时间绕O 转过的角度相同，即A 与B 相对O 的角速度相等；但是OB 、OA 距离不相等，根据v r ω= 可知A 与B 相对O 的线速度不相等；根据2a r ω= 可知A 与B 相对O 的向心加速度大小不相等；故C 正确，BD 错误． 5．A 【详解】

从最低点到与竖直方向夹角θ位置，根据机械能守恒得

22011

(1cos )22

mv mgL mv θ=-+ 当小球恰好通过最高点时，有：

220111(2cos )22mv mg L mv θ=+，2

1mv mg L

= 又2

cos mv F mg L

θ-=

联立可得

33cos F mg mg θ=+

可见F 与cos θ 是一次函数关系，因此F -cos θ图象是一条直线 A.A 选项中图是一条直线，与上述结论相符，故A 符合题意；

BCD.BCD 选中图都是一条曲线，与与上述结论不相符，故BCD 不符合题意． 6．A

【解析】

试题分析：当小球到达最高点速率为v ，有2

v mg m r

=，当小球到达最高点速率为2v 时，应

有()2

24v F mg m

mg r

+==，

所以3F mg =，此时最高点各力如图所示，所以T F =，A 正确．

考点：向心力；匀速圆周运动．

7．（1（2（3【解析】

试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力．

解析（1）设水平恒力的大小为F 0，小球到达C 点时所受合力的大小为F ．由力的合成法则有 0

tan F mg

α=① 2220()F mg F =+②

设小球到达C 点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律得

2

v F m R

=③

由①②③式和题给数据得 03

4

F mg =④

v =

（2）设小球到达A 点的速度大小为1v ，作CD PA ⊥，交P A 于D 点，由几何关系得

sin DA R α=⑥ (1cos CD R α=+）⑦

由动能定理有

220111

22

mg CD F DA mv mv -?-?=-⑧

由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A 点的动量大小为

1p mv ==

（3）小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g ．设小球在竖直方向的初速度为v ⊥，从C 点落至水平轨道上所用时间为t ．由运动学公式有

2

12

v t gt CD ⊥+

=⑩ sin v v α⊥=

由⑤⑦⑩式和题给数据得

t =

点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新．

8．(1)9N

F mg '= (2)4x R = 【解析】

（1）在C 点作圆周运动，根据牛顿第二定律：2

3c mv mg mg R

+=

从A 到C 根据机械能守恒：

22

11222

A c mv mv mg R =+? 在A 点根据牛顿第二定律:2

A

N v F mg m R

-= 解得：9N F mg =；

(2)在C 点做平抛运动，则竖直方向：2122

R gt = 水平方向：c x v t = 整理可以得到：4x R =．

点睛：解决本题的关键理清小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律和平抛运动相关规律进行求解． 9．BC 【解析】

在甲图中，当速度比较小时，根据牛顿第二定律得，mg-N=m 2

v R ，即座椅给人施加向上的

力，当速度比较大时，根据牛顿第二定律得，mg+F=m 2

v R

，即座椅给人施加向下的力．故

A 错误．在乙图中，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带给人一定是向上的力．故

B 正确．在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力一定竖直向上．故

C 正确．在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度为零．故

D 错误．故选BC ．

点睛：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，知道圆周运动靠径向的合力提供向心力，结合牛顿第二定律进行求解． 10．AB 【解析】

试题分析：始终未脱离轨道，有1W mgR

≤，能运动到

最高点有

1

2

21

2

2

W

W

mg R m

v

+

=+

，

2

mg m

v R

=,可得

1

2

2

3

W

W

≤

，A 、B 正确，C 、D 错．

考点：本题考查能量守恒及圆周运动 11．ABD 【详解】

A.小球通过最低点时，小球受到重力、圆管向上的支持力，合力指向圆心，根据牛顿第三定律，小球对圆管的压力向下，故A 正确；

B.当小球通过最高点时若速度为v =圆管对小球的弹力为零，小球对圆管无压力，故B 正确；

CD.对圆管和球组成的整体为研究对象，当小球的向心加速度向上时，细杆对圆管的作用力会大于圆管和小球的总重力大小；当小球的向心加速度向下时，细杆对圆管的作用力小于圆管和小球的总重力大小，甚至可能小于圆管重力大小，故C 错误，D 正确； 12．AB

【解析】汽车通过最低点时，加速度方向竖直向上，演员处于超重状态．故A 正确．根据牛顿第二定律得，N +mg =m v 2

R ，解得N =m

v 2R

?mg ＝1000×

1446

?10000N =

14000N ．故B 正确．要想通过最高点，临界情况是轨道对汽车的压力为零，根据牛顿第二定律得，mg =m

v′2R

，解得v′＝√gR ＝√10×6m/s ＝2√15m/s ．即最小速度为2√15

m/s ．故C 错误．汽车在环形车道上的角速度ω＝v

R

＝126rad/s ＝2rad/

s ．故D 错误．故选AB ．

高三物理知识点电磁感应匀速圆周运动

高三物理知识点：电磁感应、匀速圆 周运动 1.[感应电动势的大小计算公式] )E=nΔΦ/Δt{法拉第电磁感应定律，E：感应电动势，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝ 2)E=BLV垂 {L:有效长度｝ 3)Em=nBSω{Em:感应电动势峰值｝ 电磁感应物理知识点4)E=BL2ω/2 {ω:角速度，V:速度｝2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量,B:匀强磁场的磁感应强度,S:正对面积} 3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向：由负极流向正极｝* 4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数，ΔI:变化电流，t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率｝ 注：感应电流的方向可用楞次定律或右手定则

判定，楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;单位换算：1H=103mH=106μH。其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。 1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr2=mωv=F合 高中物理匀速圆周运动5.周期与频率：T=1/f 6.角速度与线速度的关系：V=ωr 7.角速度与转速的关系ω=2πn 8.主要物理量及单位：弧长:米;角度：弧度;频率：赫;周期：秒;转速：r/s;半径:米;线速度：m/s;角速度：rad/s;向心加速度：m/s2。注：向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心;

12圆周运动的常见模型

12常考圆周模型及解题思路 一、汽车转弯：车与地面之间的静摩擦提供向心力 二、火车转弯：重力和支持力的合力提供向心力 三、汽过过桥：重力与支持力的合力提供向心力 例1．载重汽车以恒定的速率通过丘陵地，轮胎很旧。如图所示，下列说法中正确的是( ) A．汽车做匀变速运动B．为防止爆胎，车应该在A处减速行驶 C．如果车速足够大，车行驶至A时所受的支持力可能为零 D．当车行驶至B时，向心力等于车所受的重力 四、竖直平面的圆周运动： 1：轻绳模型(无支撑模型)：绳子的力只可能是拉力，不可能是推力。 2：轻杆模型(有支撑模型)：杆的力可以是拉力也可能是推力。 例2．长度为L＝0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，如图所示，小 球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2， 则此时细杆OA受到（） A．6.0N的拉力B．6.0N的压力C．24N的拉力D．24N的压力 五、圆周运动的解题思路 1．对某一状态进行分析时，列出牛顿第二定律方程（向心力的来源） 2．对某一过程进行分析时，列出动能定理方程（W总＝E k2-E k1） 例3．如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上 轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道的压力恰好为零，则小球落地点C距A处多 远?求在C点的速度大小. 练习题 l．如图所示，小球在竖直光滑圆环的内槽做圆周运动，关于其加速度说法正确的 是（） A．一定指向圆心B．一定不指向圆心 C．只在最高点和最低点位置指向圆心 D．只在最左端和最右端位置指向圆心 2．如图所示，某轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法中不正确的是（） A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零 B．小球过最高点时，最小速度为(gR)1/2 C．小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定 大于或等于杆对球的作用力 D．小球过最低点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反 3．2008年4月28日凌晨，山东境内发生两列列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产损失．引发 事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶．如图所示是一种新型高速列 车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列 车以360 km/h的速度在水平面内转弯，弯道半径为1.5 km，则质量为75 kg的 乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为( ) A．500 N B．1 000 N C．500 2 N D．0 4．司机为了能够控制驾驶的汽车，汽车对桥面的压力一定要大于0，在高速公

高中物理 运动的描述 概念总结

第1章运动的描述 1．机械运动 运动：运动是宇宙中的普遍现象．从广义来讲，宇宙中的一切物体都是运动的，没有绝对静止的物体；从狭义来说，运动是指机械运动． 静止：一个物体相对于另一个物体的位置没有改变，我们就说它是静止的．静止都是相对运动而言的，不存在绝对静止的物体． 机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式． 2．参考系和坐标系 参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫参考系 对参考系应明确以下几点： ①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的． ②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷． ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系． 坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系．（标明原点、正方向和单位长度） （1）要准确地描述物体的位置及位置变化，需要建立坐标系； （2）如果物体在一维空间运动（即沿一直线运动），只需建立直线坐标系（数轴）； 如果物体在二维空间运动（即在同一平面运动），需要建立平面直角坐标系； 如果物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系； 3．质点的认识 （1）定义：用来代替物体的有质量的点． ①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量． ②质点没有体积或形状，因而质点是不可能转动的．任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点． ③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点．同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析． （2）物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点． （3）突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法．质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型．

圆周运动-圆盘模型

圆周运动——圆盘模型 1、如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳中张力为零），物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍，求： 2、（1）转盘的角速度为时绳中的张力T1； （2）转盘的角速度为时绳中的张力T2。 2、如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。A的质量为，离轴心，B的质量为，离轴心，A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍，试求：（1）当圆盘转动的角速度为多少时，细线上开始出现张力？ （2）欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度为多大？（）

3、如图11所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为 m的A、B两个小物块。A离轴心r 1＝20 cm，B离轴心r 2 ＝30 cm，A、B与圆盘 面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍，取g＝10 m/s2。 (1)若细线上没有张力，圆盘转动的角速度ω应满足什么条件？ (2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？ (3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细线，则A、B将怎样运动？ 4、如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B

两个物块（可视为质点）．A和B距轴心O的距离分别为r A=R，r B=2R，且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止．则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（） A．B所受合外力一直等于A所受合外力 B．A受到的摩擦力一直指向圆心 C．B受到的摩擦力一直指向圆心 D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为 5、如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=20cm处放置一小物块A，其质量为m＝2kg，A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍（k＝0.5），试求 ⑴当圆盘转动的角速度ω＝2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何？ ⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大 角速度多大？（g=10m/s2）

高中物理必修二匀速圆周运动经典试题

1．一辆32.010m =?kg 的汽车在水平公路上行驶，经过半径50r =m 的弯路时，如果车速72v =km/h ，这辆汽车会不会发生测滑？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力4max 1.410F =?N ． 2．如图所示，在匀速转动的圆盘上沿半径放着用细绳连接着的质量都为1kg 的两物体，A 离转轴20cm ，B 离转轴30cm ，物体与圆盘间的最大静摩擦力都等于重力的0.4倍，求： （1）A ．B 两物体同时滑动时，圆盘应有的最小转速是多少？ （2）此时，如用火烧断细绳，A ．B 物体如何运动？ 3.一根长0.625m l =的细绳，一端拴一质量0.4kg m =的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求： （1）小球通过最高点时的最小速度？ （2）若小球以速度 3.0m/s v =通过周围最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动． 4．在光滑水平转台上开有一小孔O ，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为0.1kg 的物体A ，另一端连接质量为1kg 的物体B ，如图所示，已知O 与A 物间的距离为25cm ，开始时B 物与水平地面接触，设转台旋转过程中小物体A 始终随它一起运动．问： （1）当转台以角速度4rad/s ω=旋转时，物B 对地面的压力多大？ （2）要使物B 开始脱离地面，则转台旋的角速度至少为多大？

h 5．（14分）质量m=1kg 的小球在长为L=1m 的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力T max =46N,转轴离地h=6m ，g=10m/s 2。 试求：（1）在若要想恰好通过最高点，则此时的速度为多大？ （2）在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断则此时的速度v=? （3）绳断后小球做平抛运动，如图所示，求落地水平距离x ？ 6．汽车与路面的动摩擦因数为μ，公路某转弯处半径为R （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），求： （1）若路面水平，要使汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？ （2）若汽车在外侧高、内侧低的倾斜弯道上拐弯，弯道倾角为θ，则汽车完全不靠摩擦力转弯 的速率是多少？ 7．质量0.5kg 的杯子里盛有1kg 的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动 半径为1m ，水杯通过最高点的速度为4m/s ，g 取10 m/s 2，求： (1) 在最高点时，绳的拉力？(2) 在最高点时水对杯底的压力？(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? 8．质量为m 的火车在轨道上行驶，火车内外轨连线与水平面的夹角为α＝37°，如图，弯道半径R ＝30 m ，g=10m/s 2．求：(1)当火车的速度为V 1=10 m ／s 时，火车轮缘挤压外轨还是内轨？ (2)当火车的速度为V 2 ＝20 m ／s 时，火车轮缘挤压外轨还是内轨？

圆周运动中绳模型和杆模型的一般解析

圆周运动中绳模型和杆模型的一般解析 一：绳模型：若已不可伸长的绳子长L ，其一端栓有一质量m 的小球（可看成质点）。现使绳子拉着小球绕一点O 做匀速圆周运动，则（1）小球恰好通过最高点的速度v 。 (2)当能通过最高点时，绳子拉F 。 解：（1）小球恰能通过最高点的临界条件是绳子没有拉力， 则对小球研究，其只受重力mg 作用， 故，由其做圆周运动得: L v m mg 2= 故 gL v = (2)由分析得，当小球到最高点时速度gL v v =>'时， 则，mg L mv F -=2 ' 而，当gL v v =<'时，那么小球重力mg 大于其所需向心力，因此小球做向心运动。 二：杆模型：若一硬质轻杆长L ，其一端有一质量m 的小球（可看成质点）。现使杆和小球绕一点O 做匀速圆周运动， 则 （1）小球恰好通过最高点的速度v 。 (2)当能通过最高点时，杆对小球的作用力F 。 解：（1）因为杆具有不可弯曲不可伸长的性质，所以小球在最高点，当速度为0时，恰好能通过。 （2）①由绳模型可知，当小球通过最高点速度gL v =时，

恰好有绳子拉力为0，则同理可知，当杆拉小球到最高点时， 若小球速度gL v =时，小球所需向心力恰好等于重力mg ， 故，此时杆对小球没有作用力。 ②当小球通过最高点时速度gL v >时， 则小球所需向心力比重力mg 大，所以此时杆对小球表现为拉力，使小球不至于做离心运动 故对小球有， L mv mg F 2=+ ③同理，当小球通过最高点时速度gL v <时， 则小球所需向心力小于重力mg ，所以此时小球对杆有压力作用，有牛顿第三定律得，杆对小球表现为支持力作用， 故对小球有， L mv F mg 2=-

高一物理运动的描述(培优篇)(Word版 含解析)

一、第一章运动的描述易错题培优（难） 1．甲、乙两辆赛车从同一地点沿同一平直公路行驶。它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是( ) A．60 s时,甲车在乙车的前方 B．20 s时,甲、乙两车相距最远 C．甲、乙加速时,甲车的加速度大于乙车的加速度 D．40 s时,甲、乙两车速度相等且相距900m 【答案】AD 【解析】 【详解】 A、图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知60s时，甲的位移大于乙的位移，所以甲车在乙车前方，故A正确； B、40s之前甲的速度大于乙的速度，40s后甲的速度小于乙的速度，所以40s时，甲乙相距最远，在20s时，两车相距不是最远，故B错误； C、速度?时间图象斜率表示加速度，根据图象可知，甲加速时的加速度小于乙加速时的加速度，故C错误； D、根据图象可知，40s时，甲乙两车速度相等都为40m/s，甲的位移 ，乙的位移，所以甲乙相距，故D正确； 故选AD。 【点睛】 速度-时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，根据两车的速度关系知道速度相等时相距最远，由位移求相距的距离。 2．物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度—时间图象如图所示，下列说法中正确的是

A．在1 s末，物体速度为9 m/s B．0～2 s内，物体加速度为6 m/s2 C．6～7 s内，物体做速度方向向西的加速运动 D．10～12 s内，物体做速度方向向东的加速运动 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A．由所给图象知，物体1 s末的速度为9 m/s，选项A正确；B．0～2 s内，物体的加速度 a＝ 126 2 v t ?- = ? m/s2＝3m/s2 选项B错误； C．6～7 s内，物体的速度、加速度为负值，表明它向西做加速直线运动，选项C正确；D．10～12 s内，物体的速度为负值，加速度为正值，表明它向西做减速直线运动，选项D 错误． 3．一个物体做直线运动的位移—时间图象（即x t-图象）如图所示，下列说法正确的是 A．物体在1s末运动方向改变 B．物体做匀速运动 C．物体运动的速度大小为5m/s D．2s末物体回到出发点 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB．位移时间图象的斜率表示速度，根据图象可知物体一直向负方向匀速运动，故A错误、B正确； C．物体运动的速度大小为5m/s，故C正确；

圆周运动的三种模型

一、圆锥摆模型: 如图所示：摆球的质量为 m ,摆线长度为L ，摆动后摆球做圆周运动，摆线与竖直方向成 分析， 正交分法解 得： 竖直方向： ________________ 水平方向： F<= _______ 最终得 F 合= _________ 用力的合成法得 F 合= _________ 。半径 r = _______ ，圆周运动 F 向= _________ = ________ , 由F 合=卩向可得V= ________ , 3= ______ 圆锥摆是物理学中一个基本模型，许多现象都含有这个模型。分析方法同样适用自行车, 摩托车，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。 力的合力提供向心力，向心力方向水平。 1、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，试分析图中 的夹角）与线速度 V ，周期T 的关系。（小球的半径远小于 R ） 2、如图所示，用一根长为 1= 1m 的细线，一端系一质量为 m = 1kg 的小球（可视为质点），另一端固定在一光 滑锥体顶端，锥面 9 3时, 圆周运动的三种模型 共同点是由重力和弹 0 （小球与半球球心连线跟竖直方向 细线的张力为T 。求（取g = 10m/s 2,结果可用根式表示）： （1 ）右要小球离开锥面，则小球的角速度 30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 3Z 为多大？

二.轻绳模型 （一）轻绳模型的特点: 1. 轻绳的质量和重力不计； 2. 只能产生和承受沿绳方向的拉力； （二）轻绳模型在圆周运动中的应用 小球在绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动的临界问题: 1?临界条件：小球通过最高点，绳子对小球刚好没有力的作用，由重力提供向心力： ______ = _____ ，v 临界= 2?小球能通过最高点的条件： v ____ v 临界（此时，绳子对球产生 —力） 3. 不能通过最高点的条件： v v 临界（实际上小球还没有到最高点时，就脱离了轨道） 练习： 质量为m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度为 v ，当小球以2v 的速度经过最高点时，对轨道的压力是（ ） A . 0 B. mg C .3mg D 5mg （一）轻杆模型的特点： 1. 轻杆的质量和重力不计； 2. 能产生和承受各方向的拉力和压力 （二 ）轻杆模型在圆周运动中的应用 轻杆的一端连着一个小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时，轻杆对小球产生弹力的情况: 1. 小球能通过最高点的最小速度 v= ___ ，此时轻杆对小球的作用力 N= ___ （ 2 2. 当 _______ =m v 临界（轻杆对小球的作用力 N= 0 ）， V 临界 __ j gR （即0v 临界）时，有

高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动 第1节 描述运动的基本概念教案

第1章 运动的描述 匀变速直线运动 第1节 描述运动的基本概念 一、参考系 质点 1．参考系 (1)定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。 (2)选取原则：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，对它运动的描述可能会不同。通常以地面为参考系。 2．质点 (1)定义：用来代替物体的有质量的点。 (2)物体可看作质点的条件：研究一个物体的运动时，物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。 二、位移 速度 1．位移和路程 (1)位移描述物体位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量。 (2)路程是物体运动轨迹的长度，是标量。 2．速度和速率 (1)平均速度：物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝Δx Δt ，其方向与位移的方向相同，是矢量。 (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切

线方向指向前进的一侧，是矢量。 (3)速率：瞬时速度的大小，是标量。 (4)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小。 三、加速度 1．定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。 2．定义式：a ＝Δv Δt 。 3．方向：与速度变化的方向相同，是矢量。 4．物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。 1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)参考系必须是固定不动的物体。 (×) (2)质点是一种理想化模型，实际并不存在。 (√) (3)在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的。 (×) (4)平均速度的方向与位移方向相同。 (√) (5)甲的加速度a 甲＝2 m/s 2，乙的加速度a 乙＝－3 m/s 2 ，a 甲>a 乙。 (×) 2．(多选)(人教版必修1P 11T 1和P 14T 1改编)下列说法正确的是( ) A ．“一江春水向东流”中江水运动是以河岸为参考系的 B ．“太阳东升西落”中太阳以地球为参考系 C ．“火车8点42分到站”，“8点42分”指的是时刻 D ．“第3 s 末”和“第3 s 内”都是指的时间间隔1 s [答案] ABC 3．(多选)(人教版必修1P 14T 2和P 29T 2改编)下列说法可能正确的是( ) A ．出租车的收费标准为1.60元/公里，其中的“公里”说的是位移 B ．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0 C ．两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小 D ．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西 [答案] BCD 4．(教科版必修1P 14T 2改编)下列所说的速度中，指平均速度的是( ) A ．百米赛跑的运动员以9.5 m/s 的速度冲过终点线 B ．子弹以800 m/s 的速度撞击到墙上

高一物理匀速圆周运动知识点及习题教学文稿

高一物理匀速圆周运动知识点及习题

高一物理匀速圆周运动知识介绍 质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，匀速圆周运动，这种运动就叫做“匀速圆周运动”，匀速圆周运动是圆周运动中，最常见和最简单的运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动）。

天体的匀速圆周运动 定义 质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做“匀速圆周运动”，亦称“匀速率圆周运动”。因为物体作圆周运动时速率不变，但速度方向随时发生变化。所以匀速圆周运动的线速度是无时不刻不在变化的。

匀速圆周运动 运动条件 物体作匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但速度的方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时，它的向心加速度的大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变，因其加速度方向在不断改变，其运动轨迹是圆，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。做变速圆周运动的物体总能分解出一个指向圆心的加速度，我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。 公式解析 计算公式 1、v（线速度）=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrf (S代表弧长，t代表时间，r代表半径,f代表频率) 2、ω（角速度）=Δθ/Δt=2π/T=2πn （θ表示角度或者弧度） 3、T（周期）=2πr/v=2π/ω 4、n（转速）=1/T=v/2πr=ω/2π 5、Fn（向心力）=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2 6、an（向心加速度）=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2 7、vmax=√gr （过最高点时的条件） 8、fmin (过最高点时的对杆的压力)=mg-√gr （有杆支撑）

高中物理圆周运动中的“双星模型”

圆周运动中的“双星模型” 宇宙中往往会有相距较近，质量可以相比的两颗星球，它们离其它星球都较远，因此其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将各自围绕它们连线上的某一固定点O做同周期的匀速圆周运动。如图6所示，这种结构叫做双星．双星问题具有以下两个特点： ⑴由于双星和该固定点O总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即双星做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相同。 ⑵由于每颗星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由 可得，可得，，即固定点O离质量大的星较近。 列式时须注意：万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离，按题意应该是L，而向心力表达式中的r表示它们各自做圆周运动的半径，在本题中为r1、r2，千万不可混淆。 【例1】神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律．天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX－3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图1所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。 如图1 （1）可见星A所受暗星B的引力F A可等效为位于O点处质量为m’的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m’（用m1、m2表示）； （2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式； （3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量m s的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v＝2．7×105m/s，运行周期T＝4．7π×104s，质量m1＝6m s，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G＝6．67×10－11N·m2/kg2，m s＝2．0×1030kg） 解析：设A、B的圆轨道半径分别为，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，设其为。由牛顿运动定律，有，， 设A、B间距离为，则 由以上各式解得

圆周运动的三种模型

圆周运动的三种模型 一、圆锥摆模型： 如图所示：摆球的质量为m，摆线长度为L ，摆动后摆球做圆周运动，摆线与竖直方向成θ角，对小球受力分析， 正交分法解得：竖直方向：水平方向：F X=最终得F合=。 用力的合成法得F合=。半径r=，圆周运动F向==，由F合=F向可得V=，ω= 圆锥摆是物理学中一个基本模型，许多现象都含有这个模型。分析方法同样适用自行车， 摩托车，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力，向心力方向水平。 1、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，试分析图中θ（小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度V ，周期T 的关系。（小球的半径远小于R） 2、如图所示，用一根长为l＝1m的细线，一端系一质量为m＝1kg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θ＝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ω时，细线的张力为T。求（取g＝10m/s2，结果可用根式表示）： （1）若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0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ω＇为多大？

二．轻绳模型 （一）轻绳模型的特点： 1. 轻绳的质量和重力不计； 2. 只能产生和承受沿绳方向的拉力； （二）轻绳模型在圆周运动中的应用 小球在绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动的临界问题： 1. 临界条件：小球通过最高点，绳子对小球刚好没有力的作用，由重力提供向心力： = ，v 临界 = 2. 小球能通过最高点的条件： v v 临界（此时，绳子对球产生 力） 3. 不能通过最高点的条件： v v 临界 （实际上小球还没有到最高点时，就脱离了轨道） 练习： 质量为m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v ，当小球以2v 的速度经过最高点时，对轨道的压力是（ ） A . 0 B. mg C .3mg D 5mg 三．轻杆模型： (一)轻杆模型的特点： 1.轻杆的质量和重力不计； 2.能产生和承受各方向的拉力和压力 (二)轻杆模型在圆周运动中的应用 轻杆的一端连着一个小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时，轻杆对小球产生弹力的情况： 1. 小球能通过最高点的最小速度v= ，此时轻杆对小球的作用力N= （ N 为 力） 2. 当 =R v m 2临界 （ 轻杆对小球的作用力N= 0 ），gR v 临界 3 当 （即0v 临界）时，有 =R v m 2 （轻杆对小球的作用力N 为 力） 练习： 半径为R=0.5m 的管状轨道，有一质量为m=3kg 的小球在管状轨道内部做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2m/s ，g=10m/s2 ，则（ ） A. 外轨道受到24N 的压力 B. 外轨道受到6N 的压力 C. 内轨道受到24N 的压力 D. 内轨道受到 6N 的压力

高中物理运动的描述和运动图像专题

高中物理直线运动的描述和运动图像问题专题 1、直线运动图像有x-t ，v-t 和a-t 图像； 2、直线运动情况有静止、匀速直线、匀变速直线（匀加、匀减）、非匀变速直线运动（变加速直线：↑↑v a ,、↑↓v a ,、↓↑v a ,、↓↓v a ,）； 3、运动方向可分为：单一方向运动，往返运动，迂回前进运动； 4、初状态可分为：静止开始、具有一定初速度开始； 5、教学目的： ①掌握运动的描述；也就是如何描述一个物体的运动过程； ②学会运动建模；也就是通过带有箭头的线段对物体运动过程形象化； ③掌握图像的画法；根据想象或自己建立的模型画出相应图像； ④学会图像与图像间的相互转换； 一、图像t x -：（斜率代表：v ，x 的正负只代表方向，不代表大小） 1、运动描述原则： 先描述方向，再描述做什么运动，能详细尽量详细； 例1：如右图所示（单一方向单一运动）： ①静止； ②向正方向做匀速直线运动； ③向正方向做减速运动； ④向正方向做加速运动； 例2、如右图所示（单一方向匀速且周期变化运动）： ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动（假设速度为1v ）； ② 00 2 T T -，向正方向做匀速直线运动（假设速度为2v ）； ③2300T T -，以速度1v 向正方向做匀速直线运动； ④0022 3T T -，以速度2v 向正方向做匀速直线运动； 由图中斜率大小知：21v v >

例3、如右图所示（单一方向加减速且周期变化运动） ①2 00 T -，向正方向做减速直线运动； ② 00 2 T T -，向正方向做加速直线运动； ③2300T T -，向正方向做减速直线运动； ④0022 3T T -，向正方向做加速直线运动； 例4、如右图所示（匀速往返运动） ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动； ② 00 2 T T -，向负方向做匀速直线运动； ③2300T T -，向正方向做匀速直线运动； ④0022 3T T -，向负方向做匀速直线运动； 例5、如右图所示（加减速往返运动） ①2 00 T -，向正方向做加速直线运动； ② 00 2 T T -，向正方向做减速直线运动； ③2300T T -，向负方向做加速直线运动； ④0022 3T T -，向负方向做减速直线运动； 例6、如右图所示（匀速迂回前进运动） ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动； ② 00 2 T T -，向负方向做匀速直线运动； ③2 300T T -，向正方向做匀速直线运动；

最新高考物理专题复习：圆周运动精编版

2020年高考物理专题复习：圆周运动精编 版

专题4.2 圆周运动 【高频考点解读】 1.掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系. 2.理解向心力公式并能应用； 3.了解物体做离心运动的条件． 【热点题型】 题型一圆周运动的运动学问题 例1.如图4-3-3所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点( ) 图4-3-3 A．角速度之比ωA∶ωB＝2∶1 B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶ 2 C．线速度之比v A∶v B＝2∶1 D．线速度之比v A∶v B＝1∶ 2 【提分秘籍】 1．圆周运动各物理量间的关系

2．对公式v ＝ωr 的理解 当r 一定时，v 与ω成正比； 当ω一定时，v 与r 成正比； 当v 一定时，ω与r 成反比。 3．对a ＝v 2 r ＝ω2r 的理解 当v 一定时，a 与r 成反比； 当ω一定时，a 与r 成正比。 4．常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传动：如图4-3-1甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。 图4-3-1 (2)摩擦传动：如图4-3-2甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。 图4-3-2 (3)同轴传动：如图乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA ＝ωB 。 【举一反三】 如图4-3-4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R B ∶R C ＝3∶2，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 三点在运动过程中的( )

高考物理模型之圆周运动模型

第二章 圆周运动 解题模型： 一、水平方向的圆盘模型 1． 如图1.01所示，水平转盘上放有质量为m 的物块，当物块到转轴的距离为r 时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍，求： （1）当转盘的角速度ωμ12=g r 时，细绳的拉力F T 1。 （2）当转盘的角速度ωμ232=g r 时，细绳的拉力F T 2。 图2.01 解析：设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为ω0，则μωmg m r =02，解得ωμ0=g r 。 （1）因为ωμω102=g r ，所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力，则细绳将对物体施加拉力F T 2，由牛顿的第二定律得：F mg m r T 222+=μω，解得 F mg T 22=μ。 2． 如图2.02所示，在匀速转动的圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的A 、B 两个小物块。A 的质量为m kg A =2，离轴心r cm 120=，B 的质量为m kg B =1，离轴心

r cm 210=，A 、B 与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍，试求： （1）当圆盘转动的角速度ω0为多少时，细线上开始出现张力？ （2）欲使A 、B 与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大 角速度为多大？（g m s =102/） 图2.02 解析：（1）ω较小时，A 、B 均由静摩擦力充当向心力，ω增大，F m r =ω2可知，它们受到的静摩擦力也增大，而r r 12>，所以A 受到的静摩擦力先达到最大值。ω再增大，AB 间绳子开始受到拉力。 由F m r fm =1022ω，得：ω011111 055===F m r m g m r rad s fm ./ （2）ω达到ω0后，ω再增加，B 增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供，A 增大的向心力靠增加拉力来提供，由于A 增大的向心力超过B 增加的向心力，ω再增加，B 所受摩擦力逐渐减小，直到为零，如ω再增加，B 所受的摩擦力就反向，直到达最大静摩擦力。如ω再增加，就不能维持匀速圆周运动了，A 、B 就在圆盘上滑动起来。设此时角速度为ω1，绳中张力为F T ，对A 、B 受力分析： 对A 有F F m r fm T 11121+=ω 对B 有F F m r T fm -=2212 2ω 联立解得：ω112 112252707=+-==F F m r m r rad s rad s fm fm /./ 3． 如图2.03所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置，两轮半径 R R A B =2，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A 轮边缘上。若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为（ ） A. R B 4 B. R B 3 C. R B 2 D. R B 答案： C

高中物理圆周运动知识点总结 高中物理圆周运动公式

高中物理圆周运动知识点总结高中物理圆周运动公式高中物理教学中，圆周运动问题既是一个重点，又是一个难点。下面给大家带来高中物理圆周运动知识点，希望对你有帮助。 1.圆周运动：质点的运动轨迹是圆周的运动。 2.匀速圆周运动：质点的轨迹是圆周，在相等的时间内，通过的弧长相等，质点所作的运动是匀速率圆周运动。 3.描述匀速圆周运动的物理量 (1)周期(T)：质点完成一次圆周运动所用的时间为周期。 频率(f)：1s钟完成圆周运动的次数。f= (2)线速度(v)：线速度就是瞬间速度。做匀速圆周运动的质点，其线速度的大小不变，方向却时刻改变，匀速圆周运动是一个变速运动。 由瞬时速度的定义式v=,当Δt趋近于0时，Δs与所对应的弧长(Δl)基本重合，所以v=，在匀速圆周运动中，由于相等的时间内通过的弧长相等，那么很小一段的弧长与通过这段弧长所用时间的比

值是相等的，所以，其线速度大小v=(其中R是运动物体的轨道半径，T为周期) (3)角速度(ω)：作匀速圆周运动的质点与圆心的连线所扫过的角度与所用时间的比值。ω==，由此式可知匀速圆周运动是角速度不变的运动。 4.竖直面内的圆周运动(非匀速圆周运动) (1)轻绳的一端固定，另一端连着一个小球(活小物块)，小球在竖直面内作圆周运动，或者是一个竖直的圆形轨迹，一个小球(或小物块)在其内壁上作竖直面的圆周运动，然后进行计算分析，结论如下： ①小球若在圆周上，且速度为零，只能是在水平直径两个端点以下部分的各点，小球要到达竖直圆周水平直径以上各点，则其速度至少要满足重力指向圆心的分量提供向心力 ②小球在竖直圆周的最低点沿圆周向上运动的过程中，速度不断减小(重力沿运动方向的分量与速度方向是相反的，使小球的速度减小)，而小球要到达最高点，则必须在最低点具有足够大的速度才

高中物理---运动的描述教案

高中物理---运动的描述教案 一质点参考系和坐标系 （一）物体和质点(subject and mass point) 1 质点:不考虑物体的大小和形状,把物体简化为一个有质量的点 2 质点是一种科学的抽象,是一种理想化的模型 (理想化模型:指抓住问题主要因素,忽略次要因素,对实际问题近似的一种思想) 活动与交流 1.研究火车的各种运动情况时,哪些情况下需要考虑火车的长度?哪些情况不需要? 2.研究地球自转和地球绕太阳公转时,是否可以忽略地球的大小? 讨论交流 1.同一物体有时看做质点,有时又不能看做质点,要具体问题具体分析.如研究火车从北京到上海时,可把火车看做质点,不考虑火车的长度,而研究火车通过某一座桥时,这时就不能把火车看做质点 2.质点是用来代替物体的具有质量的点,任何转动的物体,在研究自转时,都不可简化为质点.所以在研究地球自转时,不可以忽略地球的大小,地球不能当做质点来处理. 质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点,但在研究地球绕太阳公转运动时,由于地球的直径比地球和太阳之间的距离小得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不计,在这种情况下,地球当做质点来处理 3 物体看成质点条件 a)当物体上各部分运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动,物体可看成质点 b)物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下可看成质点 c)同一个物体在不同的问题中,有时可以当做质点,有时不能当做质的质点 实例分析 在下列运动中,研究对象可当做质点的有 A 远洋航行的巨轮 B 研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况

大全圆周运动模型

圆周运动模型 一、匀速圆周运动模型 1．随盘匀速转动模型 1．如图，小物体m 与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是： A ．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 B ．摩擦力的方向始终指向圆心O C ．重力和支持力是一对平衡力 D ．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力 2． 如图所示，质量为m 的小物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端固定在转轴上。轻绳长度为L 。现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度 做匀速圆周运动，求： （1）物体运动一周所用的时间T ； （2）绳子对物体的拉力。 3、如图所示，MN 为水平放置的光滑圆盘，半径为1.0m ，其中心O 处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球A 和B ，A 、B 两球的质量相等。圆盘上的小球A 作匀速圆周运动。问 （1）当A 球的轨道半径为0.20m 时，它的角速度是多大才能维持B 球静止？ （2）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能使A 作圆周运动时B 球仍能保持静止？ 4、如图4所示，a 、b 、c 三物体放在旋转水平圆台上,它们与圆台间的动摩擦因数均相同，已知a 的质量为2m ，b 和c 的质量均为m ，a 、b 离轴距离为R ，c 离轴距离为2R 。当圆台转动时,三物均没有打滑，则：（设最大静摩擦力等于滑 动摩擦力）（ ） A.这时c 的向心加速度最大 B ．这时b 物体受的摩擦力最小 C.若逐步增大圆台转速，c 比b 先滑动 D ．若逐步增大圆台转速，b 比a 先滑动 5、如右图所示，某游乐场有一水上转台，可在水平面内匀速转动，沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩，假设两小孩的质量相等，他们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时，某一时刻两小孩突然松手，则两小孩的运动情况是( ) A ．两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 B ．两小孩均沿半径方向滑出后落入水中 C ．两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动而落入水中 D ．甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动，乙发生滑动最终落入水中 6、线段OB=AB ，A 、B 两球质量相等，它们绕O 点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时，如图4所示，两段线拉力之比T AB ：T OB ＝______。 2.转弯模型 1．火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时：[ ] A ．对外轨产生向外的挤压作用 B ．对内轨产生向外的挤压作用 C ．对外轨产生向内的挤压作用 D ．对内轨产生向内的挤压作用 2.火车通过半径为R 的弯道，已知弯道的轨道平面与水平面的夹角为θ，要使火车通过弯道时对内外轨道不产生挤压，求火车通过弯道时的速度？ O ω ω m

高中物理公式学习方法之匀速圆周运动公式

高中物理公式学习方法之匀速圆周运动公式 角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注：(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心; 做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变. 加速度a＝(Vt-V0)/t (以V0为正方向，a与V0同向(加速)a＞0；a与V0反向(减速)则a＜0) 实验用推论Δs＝aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差) 主要物理量及单位:初速度(V0):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t):秒(s)；位移(s):米(m)；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。 a=(Vt-V o)/t只是测量式，不是决定式; 其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。 质点的运动

----曲线运动、万有引力 平抛运动 竖直方向位移：y＝gt2/2 运动时间t＝(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[V02+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β：tgβ＝V y/Vx＝gt/V0 合位移：s＝(x2+y2)1/2 位移方向与水平夹角α：tgα＝y/x＝gt/2V0 水平方向加速度：ax=0；竖直方向加速度：ay＝g 注： 平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成； 运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关； θ与β的关系为tgβ＝2tgα； 在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 匀速圆周运动 向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝(2π/T)2r 向心力F心＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝mωv=F合 角速度与线速度的关系：V＝ωr 角速度与转速的关系ω＝2πn(此处频率与转速意义相同)