2022届高考物理一轮复习第四章曲线运动第三节匀速圆周运动学案新人教版

1、第三节匀速圆周运动1如果物体沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫匀速圆周运动。2做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力叫做向心力，其方向与线速度方向垂直。向心力可以是某一个力或某个力的分力或某几个力的合力来提供。3匀速圆周运动中的物体，加速度始终指向圆心，这个加速度称为向心加速度。向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢。4向心加速度始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢。5向心力公式： f向心mammvwmw2rm()2rm(2f)2r。6物体做曲线运动时所具有的瞬时速度叫做线速度；物体沿圆周运动通过的弧长s与所

2、用时间t的比值叫做线速率v，v。7在圆周运动中，连接运动物体和圆心的半径转过的角度与所用时间t的比值叫做角速度。 (单位：弧度每秒rad/s ) 8做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间叫做周期，通常用t表示。9做圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数叫做转速，一般用n表示，单位是r/s(转/秒)。例如图所示，mn为水平放置的光滑圆盘，半径为1.0 m，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做匀速圆周运动。问：(1)当a球的轨道半径为0.20 m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做圆周运

3、动时b球仍能保持静止？【解析】 (1)当a转动能维持b静止时，即b的重力提供a做圆周运动的向心力mbgmar又mbma所以a5 rad/s (2)a做圆周运动，b球仍能保持静止时，还是b的重力提供a做圆周运动的向心力 amb gma a2rr4r所以r0.8 m解得当a以0.8 m为半径做圆周运动时满足条件【答案】 (1)5 rad/s(2)以0.8 m为半径做圆周运动 1关于角速度和线速度，下列说法正确的是()a半径一定，角速度与线速度成反比b半径一定，角速度与线速度成正比c线速度一定，角速度与半径成正比d角速度一定，线速度与半径成反比2如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面

4、内做圆锥摆运动，关于小球受力，正确的是()a受重力、拉力、向心力b受重力、拉力c受重力d以上说法都不正确3如图所示，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 ()a角速度之比ab1b角速度之比ab1c线速度之比vavb1d线速度之比vavb14如图6所示是某品牌手动榨汁机，榨汁时手柄a绕o点旋转时，手柄上b、c两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是()atbtc，vbvcbtbtc，vbc，vbvc dbc，vbvc5(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该

5、弯道处()a路面外侧高内侧低b车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动c车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动d当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小6(多选)在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为236，当齿轮转动的时候，下列关于小齿轮边缘的a点和大齿轮边缘的b点说法正确的是()aa点和b点的线速度大小之比为11ba点和b点的角速度之比为11ca点和b点的角速度之比为31d以上三个选项只有一个是正确的7如图所示，可视为质点的木块a、b叠放在一起，放在水平转台上随转台一起绕固定转轴oo匀速转动，木块a、b与转轴oo的距离为1 m，a的质量为5 kg，b的质量为1

6、0 kg。已知a与b间的动摩擦因数为0.2，b与转台间的动摩擦因数为0.3，如木块a、b与转台始终保持相对静止，则转台角速度的最大值为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s2)()a1 rad/sb. rad/sc. rad/s d3 rad/s8如图所示，轮o1、o3固定在同一转轴上，轮o1、o2用皮带连接且不打滑。在o1、o2、o3三个轮的边缘各取一点a、b、c，已知三个轮的半径之比r1r2r3211，求：(1)a、b、c三点的线速度大小之比vavbvc；(2)a、b、c三点的角速度之比abc；(3)a、b、c三点的向心加速度大小之比aaabac。9如图所示，a、b两球的质量分别为

7、m1与m2，用一劲度系数为k的弹簧相连，一长为l1的细线与a球相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴上。当a球与b球均以角速度绕oo轴做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。求：(1)此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？(2)将线突然烧断瞬间，两球加速度各多大？1关于物体做匀速圆周运动的正确说法是 ()a速度大小和方向都改变b速度的大小和方向都不变c速度的大小改变，方向不变d速度的大小不变，方向改变2(多选)如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的()a运动周期相同b运动线速度一样c运动角速度相同d向心加速度相同3(多选)质量为m的小球

8、，用长为l的线悬挂在o点，在o点正下方处有一光滑的钉子o，把小球拉到与o在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示。将小球从静止释放。当球第一次通过最低点p时 ()a小球的速率突然减小b小球的角速度突然减小c小球的向心加速度突然减小d摆线上的张力突然减小4如图所示，线段oaab，a、b两球质量相等。当它们绕o点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段的拉力tab与toa之比为()a11 b21c23 d435体操运动员做“单臂大回环”时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动，如图所示。此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力约为(不计空气阻力)()a50 n b

9、500 nc2 500 n d5 000 n6下图为磁带录音机的磁带盒的示意图，a、b为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了b轮上，磁带的外缘半径r3r，现在进行倒带，使磁带绕到a轮上，倒带时a轮是主动轮，其角速度是恒定的，b轮是从动轮。经测定，磁带全部绕到a轮上需要时间为t，则从开始倒带到a、b两轮的角速度相等所需要的时间()a等于 b小于c大于 d等于7如图所示，一质量为0.5 kg的小球，用0.4 m长的细线拴住在竖直面内做圆周运动，求：(1)当小球在圆上最高点速度为4 m/s时，细线的拉力是多少？(2)当小球在圆下最低点速度为 4 m/s时，细线的拉力是多

10、少？(g10 m/s2)8如图甲所示，与轻绳相连的滑块置于水平圆盘上，绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上，绳子刚好伸直且无弹力，绳长r0.5 m，滑块随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动)，滑块的质量m1.0 kg，与水平圆盘间的动摩擦因数0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s2。求：(1)圆盘角速度11 rad/s时，滑块受到静摩擦力的大小；(2)圆盘的角速度2至少为多大时，绳中才会有拉力；(3)在图乙中画出圆盘角速度由0缓慢增大到4 rad/s时，轻绳上的拉力f与角速度大小的平方2的图象(绳未断)。第三节匀速圆周运动课堂练习1b2.b3.d4.b5.ac6.ac7.b

11、8【答案】(1)221(2)121(3)241【解析】(1)a、b两点靠传送带传动，线速度大小相等，a、c共轴转动，角速度相等，根据vr，则vavcr1r321，所以a、b、c三点的线速度大小之比vavbvc221。(2)a、c共轴转动，角速度相等，a、b两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据vr，abr2r112。所以a、b、c三点的角速度之比abc121。(3)a、b的线速度相等，根据a，知aaabr2r112。a、c的角速度相等，根据ar2得，aaacr1r321。所以a、b、c三点的向心加速度大小之比aaabac241。9【答案】(1)，m22(l1l2)m12l1(2)，2(l1l2

12、)【解析】(1)对b球有：fm2(l1l2)2；又根据胡克定律得：fkx；所以弹簧的伸长量x。对a球有：tfm1l12；所以绳子的张力tm22(l1l2)m12l1。(2)烧断细绳的瞬间，拉力t0，弹力f不变；根据牛顿第二定律，对a球有：aa。对b球有：ab2(l1l2)。课后练习1d2.ac3.bcd4.c5.c6.c7【答案】(1)15 n(2)45 n【解析】(1)当小球在圆上最高点时，根据牛顿第二定律得：f1mgm；得到f1mmg0.5n15 n。(2)当小球在圆下最低点时，f2mgm，得到f2mgm0.5n45 n。8【答案】(1)0.5 n(2)2 rad/s(3)见解析图【解析】(1