高中物理匀速圆周运动章末小结

高中物理匀速圆周运动章末小结第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期六专题一匀速圆周运动实例分析解决圆周运动问题的关键是正确地对物体进行受力分析，搞清向心力的来源。向心力是按力的效果命名的，它可以是做圆周运动的物体受到的某一个力或是几个力的合力或是某一个力的分力，要视具体问题而定。第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期六[例证1]某同学在观察飞机在空中进行飞行表演时，发现飞机有时在竖直方向做圆周运动上下翻飞；有时在水平方向做匀速圆周运动，如图4－1所示，他得出下述结论，其中错误的是 (

)图4－1A．飞机做圆周运动的向心力只能由重力提供B．飞机在水平面上做匀速圆周运动时，向心力可由空气的支持力与重力的合力提供第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期六[答案]

AC．飞机在竖直面上做圆周运动在最高点时，因加速度竖直向下，故飞行员有失重感D．飞机在竖直面上做圆周运动在最低点时，因加速度竖直向上，故飞行员受座椅的作用力最大图4－2

第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期六专题二竖直平面内圆周运动临界问题实例分析在解决圆周运动的临界问题时，先确定限定轨道的构件(轻绳、轻杆、圆轨道的内外侧面等)，然后再确定临界点的位置。临界问题总是出现在变速圆周运动中，而竖直平面内的圆周运动是最典型的变速圆周运动。物理情景最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连接、水流星、沿内轨道的“过山车”等球与杆连接，车过拱桥等图示第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期六[例证2]如图4－3所示，AB为半径为R的金属导轨(导轨厚度不计)，a、b为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点)，要使小球不致脱离导轨，a、b在导轨最高点的速度va、vb应满足什么条件？图4－3第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期六专题三与圆周运动相关的力学综合问题(1)此类问题是高考的重点，可综合考查学生分析问题解决问题的能力，主要形式有：①各种运动形式相结合；②与机械能守恒、动能定理相结合。(2)求解关键：①分清物理过程和阶段；②正确选择物理规律；③挖掘隐含条件——联系两种运动的“桥梁”；④善于用能量的观点巧妙联系初、末状态。第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期六[例证3]

如图4－4所示，一个质量为m＝0.6kg的小球，以某一初速度v0从图中P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道(不计空气阻力，进入时无机械能损失)。已知圆弧半径R＝0.3m，图中θ＝60°，小球到达A点时的速度v＝4m/s。试求(取g＝10m/s2)：(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)判断小球能否通过圆弧最高点C，若能，求出小球到达圆弧轨道最高点C时对轨道的压力N。图4－4第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期六第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期六代入数据得N′＝8N由牛顿第三定律得N＝－N′＝－8N方向竖直向上。[答案]

(1)2m/s

(2)8N方向竖直向上第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期六1.有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在如图4－5所示

的大型圆筒底部做速度较小、半径较

小的圆周运动，通过逐步加速，圆周

运动半径亦逐步增大，最后能以较大

的速度在竖直的筒壁上做匀速圆周运动，这时使车和人整

体做圆周运动的向心力是 (

)图4－5第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期六A．圆筒壁对车的静摩擦力B．筒壁对车的弹力C．摩托车本身的动力D．重力和摩擦力的合力解析：车子和人整体受到重力、弹力、摩擦力作用，但做圆周运动的向心力是由筒壁对车的弹力提供的。答案：B第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期六2.在光滑平面中，有一转轴垂直于此平面，交

点O的上方h处固定一细绳的一端，绳的另一

端固定一质量为m的小球B，绳长AB＝l>h，

小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速

圆周运动，如图4－6所示，要使球不离开水平面，转轴的

转速最大值是 (

)图4－6第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期六答案：A第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期六3.如图4－7所示，长度l＝0.50m的轻质杆OA，A端固定一个质量m＝3.0kg的小球，

小球以O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(

)A．受到6.0N的拉力B．受到6.0N的压力C．受到24N的拉力D．受到54N的压力图4－7第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期六答案：B第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期六4.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图4－8所示，飞

机做俯冲拉起运动时，在最低点附

近做半径为r＝180m的圆周运动，

如果飞行员质量m＝70kg，飞机经过最低点P时的速度v

＝360km/h，则这时飞行员对座椅的压力是多少？(g取10m/s2)图4－8第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期六答案：4589N第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期六5．在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图4－9所示，他们将选手简化为质量m＝60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α＝53°，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝3m。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。图4－9第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期六(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；(2)若选手摆到