2019-2020年高考物理一轮复习 第四章 第3课 圆周运动及其应用练习

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1、2019-2020年高考物理一轮复习第四章第3课圆周运动及其应用练习1．匀速圆周运动．(1)定义：在相等时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动．(2)性质：加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动．(3)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心．2．描述匀速圆周运动的物理量．描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度等，如下表所示：定义、意义公式、单位相互关系线速度①描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(v)②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切①v＝＝②单位：m/s角速度①描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω)②

2、中学不研究其方向①ω＝＝②单位：rad/s①v＝ωr＝＝2πrf②an＝＝rω2＝ωv＝＝4π2f2r周期和转速①周期是物体沿圆周运动一圈的时间(T)②转速是物体在单位时间内转过的圈数(n)，也叫频率(f)①T＝＝，单位：s②n的单位：r/s、r/min③f＝，单位：Hz向心加速度①描述速度方向变化快慢的物理量(an)②方向指向圆心①an＝＝ω2r②单位：m/s21．作用效果：产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小．2．大小：F＝m＝mrω2＝m＝mωv＝m·4π2f2r.3．方向：始终沿半径方向指向圆心．4．来源：向心力可以由一个力提供，

3、也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供．1．离心运动．(1)定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的运动．(2)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向．(3)受力特点：①当Fn＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；②当Fn＝0时，物体沿切线方向飞出；③当Fnmω2r，物体将逐渐靠近圆心，做近心运动．,1．在地球表面上，除了两极以外，任何物体

4、都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是(BC)A．该物体在a、b两地所受合力都指向地心B．该物体在a、b两地时角速度一样大C．该物体在b地时线速度较大D．该物体在b地时的向心加速度较小解析：物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，即物体所受合外力指向圆周运动的圆心位置，A错误；两点都随地球做圆周运动，是同轴问题，有相同的角速度，B正确；由v＝ωr知，b处线速度大，C正确；由a＝ω2r知，a处向心加速度小，D错误．2．如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内

5、做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是(BC)A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用B．小球只受重力和绳的拉力作用C．θ越大，小球运动的速度越大D．θ越大，小球运动的周期越大解析：对小球进行受力分析，小球受重力mg，绳子的拉力FT，A错误，B正确；拉力在水平方向上的分力充当向心力，拉力在竖直方向上的分力与重力大小相等，FTsinθ＝m＝mLsinθ，FTcosθ＝mg，联立解得v＝，T＝，根据数学上的三角函数关系，θ越大，小球运动的速度越大，小球运动的周期越小，C正确，D错误．3．如图所示，有一内壁光滑的试管装

6、有质量为1g的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴O上，转动轴到管底小球的距离为5cm，让试管在竖直平面内做匀速转动．问：(1)转动轴达到某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍，此时角速度多大？(2)当转速ω＝10rad/s时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10m/s2)解析：(1)转至最低点时，小球对管底压力最大；转至最高点时，小球对管底压力最小，最低点时管底对小球的支持力F1应是最高点时管底对小球支持力F2的3倍，即：F1＝3F2，①根据牛顿第二定律有：最低点：F1－mg＝mrω2，②最高点：F2＋mg＝mrω2，

7、③由①②③得ω＝＝rad/s＝20rad/s.④(2)在最高点时，设小球不掉下来的最小角速度为ω0，则：mg＝mrω，ω0＝＝rad/s＝14.1rad/s.因为ω＝10rad/s<ω0＝14.1rad/s，故管底转到最高点时，小球已离开管底，因此管底对小球作用力的最小值为F′＝0.当转到最低点时，管底对小球的作用力最大为F1′，根据牛顿第二定律知：F1′－mg＝mrω2，则F1′＝mg＋mrω2＝1.5×10－2N.答案：(1)20rad/s　(2)1.5×10－2N　0课时作业　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一、单项选择题1．在一棵大树将要被伐倒

8、的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能