2019-2020年高考物理总复习讲义 第4章 第3讲 圆周运动

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1、2019-2020年高考物理总复习讲义第4章第3讲圆周运动1.线速度:描述物体圆周运动快慢的物理量.v==.2.角速度:描述物体绕圆心转动快慢的物理量.ω==.3.周期和频率:描述物体绕圆心转动快慢的物理量.T=,T=.4.向心加速度:描述速度方向变化快慢的物理量.an=rω2==ωv=r.5.向心力:作用效果产生向心加速度,Fn=man.6.相互关系:(1)v=ωr=r=2πrf.(2)a==ωv=r=4π2f2r.(3)Fn=man=m=mω2r==mr4π2f2.(1)做匀速圆周运动的物体

2、向心加速度与半径成反比.(×)(2)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比.(√)(3)匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因.(√)知识二 匀速圆周运动和非匀速圆周运动1.匀速圆周运动(1)定义:线速度大小不变的圆周运动.(2)性质:向心加速度大小不变,方向总是指向圆心的变加速曲线运动.(3)质点做匀速圆周运动的条件合力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心.2.非匀速圆周运动(1)定义:线速度大小、方向均发生变化的圆周运动.(2)合力的作用①合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度

3、,Ft=mat,它只改变速度的大小.②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度,Fn=man,它只改变速度的方向. 一位运动员在水平圆周上转动一只离转轴1.8m、质量为7.00kg的链球,如图所示.如果链球在1.0s内转一周,则它的向心加速度为多大?链条中的张力又是多大?[提示] a=rω2=r()2=1.8×m/s2=71m/s2T=ma=7.00×71N=497N知识三 离心运动1.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.2.图4-3-1受力特点(如图4-3-

4、1所示)(1)当F=mrω2时,物体做匀速圆周运动.(2)当F=0时,物体沿切线方向飞出.(3)当Fmrω2时,物体逐渐向圆心靠近,做近心运动.(1)离心现象是物体惯性的表现.(√)(2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动.(√)(3)摩托车转弯时,如果超过一定速度,摩托车将发生滑动,这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用.(×)1.(多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是(  )A

5、.速度的大小和方向都改变B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.物体所受合力全部用来提供向心力D.向心加速度大小不变,方向时刻改变【解析】 匀速圆周运动的速度的大小不变,方向时刻变化,A错;它的加速度大小不变,但方向时刻改变,不是匀变速曲线运动,B错,D对;由匀速圆周运动的条件可知,C对.【答案】 CD2.某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动,分针的长度是时针长度的1.5倍,则下列说法中正确的是(  )A.分针的角速度与时针的角速度相等B.分针的角速度是时针的角速度的60倍C.分针端点的线速度是

6、时针端点的线速度的18倍D.分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的1.5倍【解析】 分针的角速度ω1==rad/min,时针的角速度ω2==rad/min.ω1∶ω2=12∶1,v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=18∶1,a1∶a2=ω1v1∶ω2v2=216∶1,故只有C正确.【答案】 C3.图4-3-2(多选)(xx·新课标全国卷Ⅱ)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4-3-2,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.则在该弯道处( 

7、 )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【解析】 抓住临界点分析汽车转弯的受力特点及不侧滑的原因,结合圆周运动规律可判断.汽车转弯时,恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,说明公路外侧高一些,支持力的水平分力刚好提供向心力,此时汽车不受静摩擦力的作用,与路面是否结冰无关,故选项A正确,选项D错误.当v

8、,摩擦力向外侧;当v>vc时,支持力的水平分力小于所需向心力,汽车有向外侧滑动的趋势,在摩擦力大于最大静摩擦力前不会侧滑,故选项B错误,选项C正确.【答案】 AC4.(xx·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动(  )A.半径越大,加速度越大  B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解析】 本题是以微观情景为背景,电子所受的库仑力提供向心力,可根据库仑定律和圆周运动知识来判断.对电子来说,库仑力提供

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