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圆周运动经典习题带详细答案

圆周运动经典习题带详细答案
圆周运动经典习题带详细答案

1. 在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向

的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重力加速度为g=10 m/s2,若已知女运动员的体重为35 kg,据此可估算该女运动员( )

A.受到的拉力约为350 2 N B.受到的拉力约为350 N

C.向心加速度约为10 m/s2D.向心加速度约为10 2 m/s2

图4-2-11

2.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.

家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是( ) A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动

B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动

C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低

D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低

图4-2-12

3. (2010·湖北部分重点中学联考)如图4-2-13所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的

边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则( )

A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2πR g

B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR g

C.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mg

D.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg

图4-2-13

4.图示所示, 为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转

速为n ,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( ) A .从动轮做顺时针转动 B .从动轮做逆时针转动 C .从动轮的转速为r 1

r 2

n

D .从动轮的转速为r 2r 1

n

5.质量为m 的石块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的

速度大小不变,如图4-2-17所示,那么( ) A .因为速率不变,所以石块的加速度为零 B .石块下滑过程中受的合外力越来越大 C .石块下滑过程中受的摩擦力大小不变

D .石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心

图4-2-17

6.

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4-2-18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

图4-2-18

7.如图4-2-19甲所示,一根细线上端固定在S 点,下端连一小铁球A ,让小铁球在水平面内做匀速圆周

运动,此装置构成一圆锥摆(不计空气阻力).下列说法中正确的是( ) A .小球做匀速圆周运动时,受到重力、绳子的拉力和向心力作用

B .小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于

g

l

(l 为摆长) C .另有一个圆锥摆,摆长更大一点,两者悬点相同,如图4-2-19乙所示,如果改变两小球的角速度,使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则B 球的角速度大于A 球的角速度 D .如果两个小球的质量相等,则在图乙中两条细线受到的拉力相等

图4-2-19

8.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是( )

A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙

C.Ff甲大于Ff乙D.Ff甲和Ff乙大小均与汽车速率无关

9. 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图4-2-20所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )

A. gRh

L

B.

gRh

d

C.

gRL

h

D.

gRd

h

图4-2-20

10.

如图4-2-24所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动,则下列说法正确的是( )

A.小物块所受合外力指向O点

B.当转动角速度ω=2gH

R

时,小物块不受摩擦力作用

C.当转动角速度ω> 2gH

R

时,小物块受摩擦力沿AO方向

D.当转动角速度ω< 2gH

R

时,小物块受摩擦力沿AO方向

图4-2-24

11. 如图4-2-25所示,一水平光滑、距地面高为h 、边长为a 的正方形MNPQ 桌面上,用长为L 的不可伸长的轻绳连接质量分别为m A 、m B 的A 、B 两小球,两小球在绳子拉力的作用下,绕绳子上的某点O 以不同的线速度做匀速圆周运动,圆心O 与桌面中心重合,已知m A =0.5 kg ,L =1.2 m ,L AO =0.8

m ,a =2.1 m ,h =1.25 m ,A 球的速度大小v A =0.4 m/s ,重力加速度g 取10 m/s 2

,求: (1)绳子上的拉力F 以及B 球的质量m B ;

(2)若当绳子与MN 平行时突然断开,则经过1.5 s 两球的水平距离;(与地面撞击后。前进方向的速度不变)

(3)两小球落至地面时,落点间的距离.

图4-2-25

解析:(1)F =m A v 2A L OA =0.5×0.42

0.8 N =0.1 N ,由F =m A ω2L OA =m B ω2

L OB 得m B =m A L OA L OB

=1 kg.

(2)x =(v A +v B )t 1=0.6×1.5 m =0.9 m ,水平距离为s =x 2

+L 2

=0.92

+1.22

m =1.5 m.

(3)t 2=

2h g

2×1.25

10

s =0.5 s ,x ′=(v A +v B )t 2+a =0.6×0.5 m +2.1 m =2.4 m 距离为s ′=x ′2+L 2= 2.42+1.22

m =655 m.

答案:(1)1 kg (2)1.5 m (3)65

5 m

12.

图4-2-26

如图4-2-26所示,小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时,光电装置被触动,控制电路会使转筒立刻以某一角速度匀速连续转动起来.转筒的底面半径为R,已知轨道末端与转筒上部相平,与转筒的转轴距离为L,且与转筒侧壁上的小孔的高度差为h;开始时转筒静止,且小孔正对着轨道方向.现让一小球从圆弧轨道上的某处无初速滑下,若正好能钻入转筒的小孔(小孔比小球略大,小球视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g),求:

(1)小球从圆弧轨道上释放时的高度为H;

(2)转筒转动的角速度ω.

13、如图所示,放置在水平地面上的支架质量为M,支架顶端用细线拴着的摆球质量为m,现将摆球拉至水平位置,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动,以下说法正确的是( )

A.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为(m+M)g

B.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为Mg

C.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(m+M)g

D.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(3m+M)g

14、【2011·济南模拟】如图所示,半径为R=0.8 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直

放置,圆弧最低点B与长为L=1 m的水平桌面相切于B点,BC离地面高为h=0.45

m,质量为m=1.0 kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.6,取g=10 m/s2.求:

(1)小滑块刚到达圆弧面的B点时对圆弧的压力大小;

(2)小滑块落地点与C点的水平距离.

15.一小球用轻绳悬挂在某固定点,现将轻绳水平拉直,然后由静止释放小球,则小球由静止开始运动至最低位置的过程中

①小球在水平方向的速度逐渐增大②小球在竖直方向的速度逐渐增大

③到达最低点时小球线速度最大④到达最低点时绳中的拉力等于小球重力

正确的是

A.①③

B.②④

C.①②

D.③④

16..如图1-5-3所示,两半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面,一个小球分别从与球心在同一水平高度的A、B两点从静止开始自由下滑,通过轨道最低点时

图1-5-3

①小球对两轨道的压力相同②小球对两轨道的压力不同

③小球的向心加速度不相等④小球的向心加速度相等

正确的是

A.①④

B.②③

C.①③

D.②④

17.如图1所示,质量为m的物块从半径为R的半

球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v,若物块滑到最低点

时受到的摩擦力是F f,则物块与碗的动摩擦因数为( ) 图1

A.

F f

mg

B.

F f

mg+m

v2

R

C.

F f

mg-m

v2

R

D.

F f

m

v2

R 18.如图2所示,天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,系A的吊

绳较短,系B的吊绳较长.若天车运动到P处突然停止,则两吊绳

所受的拉力F A和F B的大小关系为( )

A.F A>F B B.F A

C.F A=F B=mg D.F A=F B>mg

圆周运动知识点及题型--简单--已整理

描述圆周运动的物理量及相互关系 匀速圆周运动1、定义:物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。 2、分类: ⑴匀速圆周运动: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相等,就叫做匀速圆周运动。 物体在大小恒定而方向总跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲线运动。 ⑵变速圆周运动: 如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动,而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面运动,是变速率圆周运动.合力的方向并不总跟速度方向垂直. 3、描述匀速圆周运动的物理量 (1)轨道半径(r ):对于一般曲线运动,可以理解为曲率半径。 (2)线速度(v ): ①定义:质点沿圆周运动,质点通过的弧长S 和所用时间t 的比值,叫做匀速圆周运动的线速度。 ②定义式:t s v = ③线速度是矢量:质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上,实际上,线速度是速度在曲线运动中的另一称谓,对于匀速圆周运动,线速度的大小等于平均速率。 (3)角速度(ω,又称为圆频率): ①定义:质点沿圆周运动,质点和圆心的连线转过的角度跟所用时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度。N ②大小:T t π? ω2= = (φ是t 时间半径转过的圆心角) ③单位:弧度每秒(rad/s ) ④物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢 (4)周期(T ):做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。 (5)频率(f ,或转速n ):物体在单位时间完成的圆周运动的次数。 各物理量之间的关系: r t r v f T t rf T r t s v ωθππθωππ== ??? ??? ??====== 2222 注意:计算时,均采用国际单位制,角度的单位采用弧度制。

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?

圆周运动典型例题学生版(含答案)

圆周运动专题总结 知识点一、匀速圆周运动 1、定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的 相等,这种运动就叫做匀速周圆运 动。 2、运动性质:匀速圆周运动是 运动,而不是匀加速运动。因为线速度方向时刻在变化,向 心加速度方向,时刻沿半径指向圆心,时刻变化 3、特征:匀速圆周运动中,角速度ω、周期T 、转速n 、速率、动能都是恒定不变的;而线速度 v 、加速度a 、合外力、动量是不断变化的。 4、受力提特点: 。 随堂练习题 1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动是匀速运动 B .匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C .物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动 D .做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态 2.关于向心力的说法正确的是( ) A .物体由于作圆周运动而产生一个向心力 B .向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小 C .做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力 D .做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力 3.在光滑的水平桌面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动,关于该运动下列物理量中 不变的是(A )速度 (B )动能 (C )加速度 (D )向心力 知识点二、描述圆周运动的物理量 ⒈线速度 ⑴物理意义:线速度用来描述物体在圆弧上运动的快慢程度。 ⑵定义:圆周运动的物体通过的弧长l ?与所用时间t ?的比值,描述圆周运动的“线速度”, 其本质就是“瞬时速度”。 ⑶方向:沿圆周上该点的 方向 ⑷大小:=v = ⒉角速度 ⑴物理意义:角速度反映了物体绕圆心转动的快慢。 ⑵定义:做圆周运动的物体,围绕圆心转过的角度θ?与所用时间t ?的比值 ⑶大小:=ω = ,单位: (s rad ) ⒊线速度与角速度关系: ⒋周期和转速: ⑴物理意义:都是用来描述圆周运动转动快慢的。 ⑵周期T :表示的是物体沿圆周运动一周所需要的时间,单位是秒;转速n (也叫频率f ): 表示的是物体在单位时间内转过的圈数。n 的单位是 (s r )或 (m in r )f 的单位:

圆周运动题型总结

一.角速度 线速度 周期之间的关系 1.做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径是20m 的圆周运动了100m ,试求物体做匀速圆周运动时: (1)线速度的大小; (2)角速度的大小; (3)周期的大小. 【答案】(1)10/m s ;(2)0.5/rad s ;(3)12.56s 2.如图所示,两个小球固定在一根长为l 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,当小球A 的速度为v A 时,小球B 的速度为v B .则轴心O 到小球B 的距离是( ) A . B A B v l v v + B .A A B v l v v + C .A B A v v L v + D .A B B v v L v + 【答案】A 3.转笔(Pen Spinning )是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O 做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是( ) A .笔杆上的点离O 点越近的,角速度越大 B .笔杆上的点离O 点越近的,做圆周运动的向心加速度越大 C .笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的 D .若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做 离心运动被 甩走 【答案】D 二.传动装置 4.如图所示,A 、B 是两个靠摩擦传动且接触面没有相对滑动的靠背轮,A 是主动轮,B 是从动轮,它们的半径R A =2R B , a 和b 两点在轮的边缘,c 和d 分别是A 、B 两 轮半径的中点,下列判断正确的有 A .v a = 2 v b B .ωb = 2ωa C .v c = v a D .a c =a d 【答案】B 5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r 1、r 2、r 3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为 A .32 21r r ω B. 12223r r ω C 。22223r r ω D 。 32 21r r r ω 【答案】A 6.如图所示的皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB ,

物理圆周运动经典习题(含详细答案).

圆周运动练习题 1. 在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向 的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重力 加速度为g =10 m/s 2,若已知女运动员的体重为35 k g ,据此可估算该女运动员( ) A .受到的拉力约为350 2 N B .受到的拉力约为350 N C .向心加速度约为10 m/s 2 D .向心加速度约为10 2 m/s 2 图4-2-11 2.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故. 家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八 次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调 查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是( ) A .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动 B .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动 C .公路在设计上可能内(东)高外(西)低 D .公路在设计上可能外(西)高内(东)低 图4-2-12 3. (2010·湖北部分重点中学联考)如图4-2-13所示,质量为m 的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的 边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动,已知重力加速度 为g ,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则( ) A .该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2πR g B .该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR g C .盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mg D .盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg 图4-2-13 4.图示所示, 为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动,转 速为n ,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( ) A .从动轮做顺时针转动 B .从动轮做逆时针转动 C .从动轮的转速为r 1r 2n D .从动轮的转速为r 2r 1 n

圆周运动经典题型归纳

一、圆周运动基本物理量与传动装置 1共轴传动 例1.如图所示,一个圆环以竖直直径AB为轴匀速转动,则环上M、N两 点的角速度之比为_____________,周期之比为___________,线速度之比 为___________. 2皮带传动 例二.图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是 A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动 C.从动轮的转速为n D.从动轮的转速为n 3齿轮传动 例3如图所示,A、B两个齿轮的齿数分别是z1、z2,各自固定在 过O1、O2的轴上,其中过O1的轴与电动机相连接,此轴每分钟转 速为n1.求: (1)B齿轮的转速n2; (2)A、B两齿轮的半径之比; (3)在时间t内,A、B两齿轮转过的角度之比 4、混合题型 图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两 轮用皮带传动,三轮半径关系是rA=rC=2rB;若皮带不打滑,则A、B、 C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比ωa:ωb:ωc= ; 线速度之比va:vb:vc= 二、向心力来源 1、由重力、弹力或摩擦力中某一个力提供 例1:洗衣机的甩干桶竖直放置.桶的内径为20厘米,工作被甩的衣物 贴在桶壁上,衣物与桶壁的动摩擦因数为.若不使衣物滑落下去,甩干 桶的转速至少多大 2、在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着三个物体A,B,C,Ma=Mc=2Mb,他们与盘间的摩擦因数相等。他们到转轴的距离的关系为Ra<Rb<Rc,当转盘的转速逐渐增大时,哪个物体先开始滑动,相对盘向哪个方向滑 A. B先滑动,沿半径向外 B B先滑动,沿半径向内 C C先滑动,沿半径向外 D C先滑动,沿半径想内 3、一质量为的小球,用长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,(1)当小球恰好能通过最高点时的速度为多少(2)当小球在最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少(取g=10m/s 2 ) 2、向心力由几个力的合力提供 (1)由重力和弹力的合力提供

高中物理圆周运动典型例题解析1

圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,则下列说法中,正确的是[ ] A .小球过最高点时,绳子中张力可以为零 B .小球过最高点时的最小速度为零 C .小球刚好能过最高点时的速度是Rg D .小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析:像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动,通过最高点时有下列几种情况: (1)m g m v /R v 2当=,即=时,物体的重力恰好提供向心力,向心Rg 加速度恰好等于重力加速度,物体恰能过最高点继续沿圆周运动.这是能通过最高点的临界条件; (2)m g m v /R v 2当>,即<时,物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道,作抛体运动; (3)m g m v /R v m g 2当<,即>时,物体能通过最高点,这时有Rg +F =mv 2/R ,其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力.而值得一提的是:细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力,而不可能产生支撑力,因而小球过最高点时,细绳对小球的作用力不会与重力方向相反. 所以,正确选项为A 、C . 点拨:这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题.当小球经越圆周最高点或最低点时,其重力和绳子拉力的合力提供向心力;当小球经越圆周的其它位置时,其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力. 【问题讨论】该题中,把拴小球的绳子换成细杆,则问题讨论的结果就大相径庭了.有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动,过最高点时:

(1)v (2)v (3)v 当=时,支承物对小球既没有拉力,也没有支撑力; 当>时,支承物对小球有指向圆心的拉力作用; 当<时,支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用; Rg Rg Rg (4)当v =0时,支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ,这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动,能经越最高点的临界条件. 【例2】如图38-1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转,盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B .现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处,并用不可伸长的轻绳相连.已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m .试分析角速度ω从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,A 、B 两球的受力情况如何变化? 解析:由于ω从零开始逐渐增大,当ω较小时,A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力. A 球:m ω2r =f A ; B 球:m ω22r =f B . 随ω增大,静摩擦力不断增大,直至ω=ω1时将有f B =f m ,即m ω=,ω=.即从ω开始ω继续增加,绳上张力将出现.12m 112r f T f m r m /2 A 球:m ω2r =f A +T ;B 球:m ω22r =f m +T . 由B 球可知:当角速度ω增至ω′时,绳上张力将增加△T ,△T =m ·2r(ω′2-ω2).对于A 球应有m ·r(ω′2-ω2)=△f A +△T =△f A +m ·2r(ω′2-ω2). 可见△f A <0,即随ω的增大,A 球所受摩擦力将不断减小,直至f A =0

匀速圆周运动知识总结材料与题型

匀速圆周运动 基础知识:1.线速度: 222s v r r fr nr t T πωππ?=====? 单位:米/秒,m/s 2.角速度: ω ____________________ 单位:______ 3.周期: ________ 单位:______ 4.频率:______单位:_______ 5.转速:单位时间内转过的圈数。________单位:______ n f = (条件是转速n 的单位必须为转/秒) 6.向心加速度:_______________________________ 7.向心力:____________________________向心力是效果力,不改变速度的大小,向心力的方向时刻改变,因此匀速圆周运动是变速运动还是变加速!!!不是匀速运动。.....向心力必须由物体所受其它力提供,受力分析时不会单独出现,否则一定是错的。 传动装置:要诀:同带等线速,同轴等角速 1.共轴转动的特点:______________; 2.皮带传动(链条)、齿轮传动(摩擦传动)的特点:_______________ 水平面内的圆周运动:1.常见模型:圆锥摆、火(汽)车转弯、飞车走壁、轮盘上圆周运动、离心运动; 2.解题要领:①竖直方向的合力为___ ②水平方向的合力(分力)指向_____提供______ 竖直平面的圆周运动 1.“绳模型”小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。(注意:绳对小球只能产生拉力) (1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用 (2)小球能过最高点条件:( ) (当v (3)不能过最高点条件: ( ) (实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道) 2.“杆模型”,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况 (1)小球能过最高点的临界条件:( ) (F 为支持力) (2)当00(F 为拉力) 3.最低点绳杆模型都提供_____,且必有______ 圆周运动多解问题:由于周期性而造成多解,即一段时间内完成多个圆周运动,常与平抛运动结合 请自己总结本章自己的知识导图: 1.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是 ( ) A.线速度越大,周期一定越小 B.角速度越大,周期一定越小

圆周运动经典习题带详细答案

1. 在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重 力加速度为g =10 m/s 2 ,若已知女运动员的体重为35 k g ,据此可估算该女运动员( ) A .受到的拉力约为350 2 N B .受到的拉力约为350 N C .向心加速度约为10 m/s 2 D .向心加速度约为10 2 m/s 2 图4-2-11 2.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在某区湘府路上的离奇交通事故. 家住公路拐弯处的先生和先生家在三个月连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是( ) A .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动 B .由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动 C .公路在设计上可能(东)高外(西)低 D .公路在设计上可能外(西)高(东)低 图4-2-12 3. (2010·部分重点中学联考)如图4-2-13所示,质量为m 的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长 略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面做半径为R 的匀速圆周运动,已知重力加速度为g ,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则( ) A .该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2πR g B .该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR g C .盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mg D .盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg 图4-2-13 4.图示所示, 为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动,转 速为n ,转动过程中皮带不打滑.下列说确的是( ) A .从动轮做顺时针转动 B .从动轮做逆时针转动 C .从动轮的转速为r 1r 2n D .从动轮的转速为r 2 r 1 n

高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细剖析

匀速圆周运动专题 从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。 (一)基础知识 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 (1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化; (2)角速度,恒定不变量; (3)周期与频率; (4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同; (5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为 。所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。 2. 质点做匀速圆周运动的条件 (1)具有一定的速度; (2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。

3. 向心力有关说明 向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。 (二)解决圆周运动问题的步骤 1. 确定研究对象; 2. 确定圆心、半径、向心加速度方向; 3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向; 4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。 基本规律:径向合外力提供向心力

(三)常见问题及处理要点 1. 皮带传动问题 例1:如图1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,则() A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 图1 解析:皮带不打滑,故a、c两点线速度相等,选C;c点、b点在同一轮轴上角速度相等,半径不同,由,b点与c点线速度不相等,故a与b线速度不等,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,则a点向 心加速度,由,,所以,故,D 正确。本题正确答案C、D。 点评:处理皮带问题的要点为:皮带(链条)上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等,同一轮上各点的角速度相同。

(完整版)圆周运动典型例题及答案详解

“匀速圆周运动”的典型例题 【例1】如图所示的传动装置中,A、B两轮同轴转动.A、B、C三轮的半径大小的关系是R A=R C=2R B.当皮带不打滑时,三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少? 【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动.在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动(见图),那么 [ ] A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心

C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同 D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反 E.因为二者是相对静止的,圆盘与木块之间无摩擦力 【例3】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,它们跟台面间的摩擦因数相同.A的质量为2m,B、C各为m.A、B离转轴均为r,C为2r.则 [ ] A.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A、C的向心加速度比B大 B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,B所受的静摩擦力最小 C.当转台转速增加时,C最先发生滑动 D.当转台转速继续增加时,A比B先滑动 【例4】如图,光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B,相距L0=0.1m.长L=1m 的柔软细线一端拴在A上,另一端拴住一个质量为500g的小球.小球的初始位置在AB连线上A的一侧.把细线拉直,给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度,使它做圆周运动.由于钉子B的存在,使细线逐步缠在A、B上. 若细线能承受的最大张力T m=7N,则从开始运动到细线断裂历时多长? 【说明】圆周运动的显著特点是它的周期性.通过对运动规律的研究,用递推法则写出解答结果的通式(一般表达式)有很重要的意义.对本题,还应该熟练掌握数列求和方法.

(完整版)圆周运动经典习题

1.物体做匀速圆周运动的条件是[] A.物体有一定的初速度,且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用 B.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向变化的力的作用 C.物体有一定的初速度,且受到一个方向始终指向圆心的力的作用 D.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用 2.小球m用细线通过光滑水平板上的光滑小孔与砝码M相连,且正在做匀速圆周运动。如果适当减少砝码个数,让小球再做匀速圆周运动,则小球有关物理量的变化情况是 A.向心力变小 B.圆周半径变小 C.角速度变小 D.线速度变小 3.物体质量m,在水平面内做匀速圆周运动,半径R,线速度V,向心力F,在增大垂直于线速度的力F量值后,物体的轨道 A.将向圆周内偏移 B.将向圆周外偏移 C.线速度增大,保持原来的运动轨道 D.线速度减小,保持原来的运动轨道 4.关于洗衣机脱水桶的有关问题,下列说法中正确的是 ( ) A.如果衣服上的水太多脱水桶就不能进行脱水 B.脱水桶工作时衣服上的水做离心运动,衣服并不做离心运动 C.脱水桶工作时桶内的衣服也会做离心运动。所以脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上 D.白色衣服染上红墨水时,也可以通过脱水桶将红墨水去掉使衣服恢复白色 5,下列关于骑自行车的有关说法中,正确的是 ( ) A.骑自行车运动时,不会发生离心运动 B.自行车轮胎的破裂是离心运动产生的结果 C.骑自行车拐弯时摔倒一定都是离心运动产生的 D.骑自行车拐弯时速率不能太快,否则会产生离心运动向圆心的外侧跌倒 6.火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是[] A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损 B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损 C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损 D.以上三种说法都是错误的 7.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体的质量分别为M与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,如图3所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直,要使两物体与转盘之间不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大值不得超过[] 8.甲、乙两球做匀速圆周运动,向心加速度a随半径r变化的关系图像如图6所示,由图像可知: A. 甲球运动时,角速度大小为2 rad/s B. 乙球运动时,线速度大小为6m/s C. 甲球运动时,线速度大小不变 D. 乙球运动时,角速度大小不变 9.如图11,轻杆的一端与小球相连接,轻杆另一端过O 平面内做圆周运动。当小球达到最高点A、最低点B时,杆对 小球的作用力可能是: A. 在A处为推力,B处为推力 B. 在A处为拉力,B处为拉力 a r 图6 8 2 甲 乙 /m·s-2 /m B O O A 11 A

(完整版)圆周运动知识点总结

曲线运动 圆周运动---章节知识点总结 §1 曲线运动 1、曲线运动:轨迹是曲线的运动 分析学习曲线运动,应对比直线运动记忆,抓住受力这个本质。 2、分类:平抛运动 圆周运动 3、曲线运动的运动学特征: (1)轨迹是曲线 (2)速度特点:①方向:轨迹上该点的切线方向 ②可能变化可能不变(与外力有关) 4、曲线运动的受力特征 ①F 合不等于零 ②条件:F 合与0v 不在同一直线上(曲线);F 合与0v 在同一直线上(直线) 例子----分析运动:水平抛出一个小球 对重力进行分解:x g 与A v 在同一直线上:改变A v 的大小 y g 与A v 为垂直关系:改变A v 的方向 ③F 合在曲线运动中的方向问题:F 合的方向指向轨迹的凹面 (请右图在箭头旁标出力和速度的符号) 5、曲线运动的加速减速判断(类比直线运动) F 合与V 的夹角是锐角-------加速 F 合与V 的夹角是钝角-------减速 F 合与V 的夹角是直线-------速度的大小不变 拓展:若F 合恒定--------匀变速曲线运动(典型例子:平抛运动) 若F 合变化--------非匀变速曲线运动(典型例子:圆周运动) §2 运动的合成与分解 1、合运动与分运动的基本概念:略 2、运动的合成与分解的实质:对s 、v 、a 进行分解与合成--------高中阶段仅就这三个物理量进行正交分解。 3、合运动与分运动的关系:等时性---合运动与分动的时间相等(解题的桥梁) 独立性---类比牛顿定律的独立性进行理解 等效性:效果相同所以可以合成与分解 4、几种合运动与分运动的性质 ①两个匀速直线运动合成---------匀速直线运动 ②一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动合成-------匀变速曲线运动 ③两个匀变速直线运动合成-----------可能是匀变速直线运动可能是匀变速曲线运动 分析:判断物体做什么运动,一定要抓住本质-----受力!

圆周运动典型基础练习题大全

1.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2 ,转动半径之比为1∶2 ,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为() A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 2.如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有两 个质量为m的小环(可视为质点),同时从大环两侧的对称位置由静止滑下。两小环同 时滑到大环底部时,速度都为v,则此时大环对轻杆的拉力大小为() A.(2m+2M)g B.Mg-2mv2/R C.2m(g+v2/R)+Mg D.2m(v2/R-g)+Mg 3.下列各种运动中,属于匀变速运动的有() A.匀速直线运动B.匀速圆周运动C.平抛运动 D.竖直上抛运动 4.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( ) A.向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的 B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力 C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力 D.向心力的效果是改变质点的线速度大小 5.一物体在水平面内沿半径R = 20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v=0.2m/s , 那么,它的向心加速度为______m/s2,它的周期为______s。 6.在一段半径为R=15m的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ =0.70倍,则汽车拐弯时的最大速度是m/ s 7.在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为L ,绳子转动过程中与竖直方向 的夹角为θ ,试求小球做圆周运动的周期。 8如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长l=0.5m,细线所 受拉力达到F=18N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬 点的正下方时,细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h=5m, 重力加速度g=10m/s2,求小球落地处到地面上P点的距离?求落地速 度?(P点在悬点的正下方) 9如图所示,半径R= 0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m= 1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从C点运动到A点, 物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通 过最高点B后作平抛运动,正好落在C点,已知AC = 2m,F = 15N,g取10m/s2,试求:物体在B点时的速度以及此时半圆 轨道对物体的弹力? 20.如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质 量均为m的小球A、B以不同速率进入管内,A通过最高点C

高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细剖析

高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细 剖析 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

匀速圆周运动专题 从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。 (一)基础知识 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 (1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化; (2)角速度,恒定不变量; (3)周期与频率; (4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同; (5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为 。所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。 2. 质点做匀速圆周运动的条件 (1)具有一定的速度; (2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。

3. 向心力有关说明 向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。 (二)解决圆周运动问题的步骤 1. 确定研究对象; 2. 确定圆心、半径、向心加速度方向; 3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向; 4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。 基本规律:径向合外力提供向心力

13圆周运动题型汇总

13.圆周运动常考题型 一、基本概念类 例1.如图所示,某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A 、B ,A 盘固定一个信号发射装置P ,能持续沿半径向外发射红外线,P 到圆心的距离为28 cm.。B 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q ,Q 到圆心的距离为16 cm 。P 、Q 转动的线速度相同,都是4π m/s 。当P 、Q 正对时,P 发出的红外线恰好进入Q 的接收窗口,则Q 每隔 一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值应为( ) A .0.56 s B .0.28 s C .0.16 s D .0.07 s 二、寻找向心力来源 例2.一质量为m 的小物块沿半径为R 的竖直圆弧轨道下滑,滑到轨道最低点时速度是v 。若小物块与轨道间的动摩擦因数为μ,则当小物块滑到最低点时,受到的摩擦力是( ) A .μmg B .μ????m v 2R +mg C .μ??? ?m v 2R -mg D .0 三、与功能关系相结合 例3.如图所示,一小球静止于光滑圆轨道的最低点,圆轨道半径为R ,若要让小球 能不脱离轨道运动,求在最低点应给小球的初速度范围。 四、与其它运动相结合 例4.一个半径为R 的1/4光滑圆弧与一倾角为30°的光滑斜面通过一小段光滑圆弧相接于O 点,如图所示,斜面高也为R ,一质点第一次从圆弧的A 点由静止下滑,第二次从圆弧上的C 点由静止下滑(∠CO 1O =60°),则( ) A .质点两次离开O 点后均做平抛运动而落在水平面上 B .质点两次离开O 点后均做平抛运动,但均落在斜面上 C .质点两次离开O 点前瞬间对轨道压力的比为3∶2 D .质点第一次离开O 点后做平抛运动,第二次沿斜面下滑 五、临界类问题 1.绳子类:临界点是绳子刚好拉直,但此瞬时没有拉力 2.静摩擦力类:(1)静摩擦力为0是静摩擦方向改变的临界点(2)静摩擦达到最大是转速的临界 例5.如图所示,在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2,转台绕转轴OO ′以角速度ω匀速转动过程中,轻绳始终处于水平状态,两滑块始终相对转台静止,且与转台之间的动摩擦因数相同,滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离。关于滑块1和滑块2受到的摩擦力f 1和f 2与ω2的关系图线,可能正确的是( ) 3:脱离类:临界点是两个物体刚好有接触但没有挤压,弹力刚好为0 例6.在光滑水平面上,有一转轴垂直于此平面,交点O 的上方h 处固定一细绳,绳的 另一端连接一质量为m 的小球B ,绳长l >h ,小球可随转轴转动在光滑水平面上做匀速 圆周运动,如图所示.要使小球不离开水平面,转轴转速的最大值是( ) A.12π g h B .πgh C.12π g l D.12π l g 练习 1.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的

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) 一、基础知识 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从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,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(T)、频率(f)、角速度( )等物理量,涉及的物理量及公式较多。因此,熟练理解、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。 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 (1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化; (2)角速度,恒定不变量; (3)周期与频率; (4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同; (5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为 。所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。 【例1】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是() 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,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B、D。

【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 ;向心加速度之比为 。 ω O 60°30° A B 解析:A 、B 两点做圆周运动的半径分别为 R R r A 21 30sin = ?= R R r B 2360sin =?= 它们的角速度相同,所以线速度之比3331= ===B A B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3322 = =B B A A B A r r a a ωω 2. 质点做匀速圆周运动的条件 (1)具有一定的速度; (2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力) 与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。 3. 向心力有关说明 向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,所需向心力就是该物体受的合外力,总是指向圆心;而做变速圆周运动的物体,所需向心力则是该物体受的合外力在指向圆心方向的分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。因此,解答圆周运动的基本思路是:先分析物体的受力情况,然后把物体受的各外力沿指向圆心(即沿半径)方向与沿切线方向正交分解,最后用沿指向圆心的合外力等于向心力,即 列方程求解做答。 二、解决圆周运动问题的步骤

圆周运动经典练习(有问题详解)

《圆周运动》练习题(一) 1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是() A.线速度不变 B.角速度不变 C.加速度为零 D.周期不变 2.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球 A 和 B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内作匀速圆周运动,则下列说法正确的是() F N A F A G A F N B F B G Bα A.球 A 的线速度必定大于球 B 的线速度 B.球 A 的角速度必定小于球 B 的角速度 C.球 A 的运动周期必定小于球 B 的运动周期 D.球 A 对筒壁的压力必定大于球 B 对筒壁的压力 3.甲、乙两名滑冰运动员,M 甲80kg , M 乙40kg ,面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演,如图 5 所示,两人相距0.9m ,弹簧秤的示数为9.2N ,下列判断中正确的是() A.两人的线速度相同,约为40m/s B.两人的角速度相同,为6rad/s C. 两人的运动半径相同,都是0.45m D. 两人的运动半径不同,甲为0.3m,乙为 0.6m 甲乙 图5 4. 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 5.如图 1 所示,把一个长为 20cm,系数为 360N/m 的弹簧一端固定,作为圆心,弹簧的另一端连接一 个质量为0.50kg 的小球,当小球以360 r/ min的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时,弹簧的伸长 应为() A. 5.2cm B. 5.3cm C. 5.0cm D. 5.4cm m O

圆周运动题型总结

C. Vc = V3 D. flc =Od 一.角速度线速度周期之间的关系 1?做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径是20m 的圆周运动了 loom.试求物体做匀速圆周运动时: (1)线速度的大小:(2)角速度的大小:(3)周期的大小. 【答案】(1)lOn/j : (2) 0.5rad/s ; (3) 12.56$ 2?如图所示,两个小球固世在一根长为I 的杆的两端,绕杆上的0点做圆周运动,当小球A 的速度为 力时,小球B 的速度为".则轴心0到小球B 的距离是() A ? 皿 B ?以 C ?卅哄D.心詁 【答案】A 3.转笔(pQn Spinning )是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔 深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点0做匀 速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确 笔杆上的点离0点越近的,做圆周运动的向心加速度越大A ? 笔杆上的点离0点越近的?角速度越大 B. C- 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的 D. 若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走 【答案】D 二.传动装置 4.如图所示,人、8是两个靠摩擦传动且接触而没有相对滑动 的靠背 轮,人是主动轮,B 是从动轮,它们的半径R A = 2R S O 和b 两点 在轮的边 缘,c 初d 分别是A. B 两轮半径的中点,下列判断正确的有 A. Va = 2 f B. 3b = 23d

【答案】B 5?某变速箱中有甲、乙.丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为ri. rz. rs ,若甲轮的角速度为3, 则丙轮边缘上某点的向心加速度为 (1) 电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比; (2)机器皮带轮上A 点到转轴的距离为轮半径的一半.A 点的向心加速度是多少? 三?水平面内的匀速圆周运动 &质量为l ?4xl(Pkg 的汽车在水平公路上行驶,轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7 (最大静摩擦力等 于滑动摩擦力),某一弯路的半径为28m, gnOm/sS 试求: /j A ? 『3 B. D. 【答案】 A 6.如图所示的皮带传动装置中, 分别是三个轮边缘的质点,且 RA=RC=2RB >若传动过程中皮带不打滑, 则下列说法正确的是( A ?A 点与C 点的线速度大小柑同 B. B 点与 C 点的角速度相同 C. A 点的向心加速度大小是B 点的2倍 D ?B 点的运行周期大于C 点的运行周期 【答案】C 7- 一部机器由电动机带动,机器皮带轮的半径?是电动机皮 带轮半径的3倍(如图),皮带与两轮之间不发生滑动"已■知, 机器皮 机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/*。 带轮 电动机 皮带轮

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