高三物理圆周运动的基本概念与规律

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1、圆周运动的基本概念与规律要点一描述圆周运动的几个物理量即学即用1.对于做匀速圆周运动的物体,下面说法正确的是（）A.相等的时间里通过的路程相等B.相等的时间里速度变化量相等C.相等的时间里发生的位移相同D.相等的时间里转过的角度相等答案AD要点二向心力的特点及其计算即学即用2.小球质量为m,用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方L/2处有一光滑圆钉C（如图所示）.今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线呈竖直状态且与钉相碰时（）A.小球的速度突然增大B.小球的向心加速度突然增大C.小球的向心加速度不变D.悬线的拉力突然增大答案BD要点三离心现象及其应用即学即用3.如图所示,一物体沿

2、光滑球面下滑,在最高点时速度为2m/s,球面半径为1m,求当物体下滑到什么位置时开始脱离球面?（g=10m/s2）答案当物体下滑到圆上某点时的半径与竖直半径成37°角时题型1传动问题中圆周运动各量的关系问题【例1】如图所示皮带传动装置,主动轮O1的半径为R,从动轮O2的半径为r,R=r.其中A、B两点分别是两轮缘上的点,C点到主动轮轴心的距离R′=R,设皮带不打滑,则有ωA∶ωB=;ωA∶ωC=;ωB∶ωC=;vA∶vB=;vA∶vC=;vB∶vC=;向心加速度aA∶aB=;aA∶aC=;aB∶aC=.答案2∶31∶13∶21∶12∶12∶12∶32∶13∶1题型2圆周运动的一般动力学问题

3、【例2】某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成是一个质点,则可简化为如右图所示的物理模型.其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设绳长l=10m,质点的质量m=60kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4m.转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°.（不计空气阻力及绳重,绳子不可伸长,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）求:质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力.答

4、案rad/s750N题型3运动建模【例3】如图所示,质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上,整个直杆被固定在竖直转轴上,并保持水平,两球间用劲度系数为k,自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,A球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L,现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动,其角速度为ω,求当弹簧长度稳定后,细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?答案mω2L()1.如图所示,a、b是地球表面上不同纬度上的两个点,如果把地球看作是一个球体,a、b两点随地球自转做匀速圆周运动,这两个点具有大小相同的（）A.线速度B.角速度C.加速度D.轨道半径答案B2.图所示是上海锦江乐园新建的“摩

5、天转轮”,它的直径达98m,世界排名第五,游人乘坐时,转轮始终不停地匀速转动,每转一周用时25min,每个厢轿共有6个座位.判断下列说法中正确的是（）A.每时每刻每个人受到的合力都不等于零B.每个乘客都在做加速度为零的匀速运动C.乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变答案A3.如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴OO′匀速转动,转动角速度ω=2.5πrad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶壁很薄,桶的半径R=2m.当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上方h=3.2m处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径.试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞.（不

6、考虑空气阻力,g=10m/s2）答案不会4.飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,即飞行员对座位的压力大于他所受的重力,这种现象也叫过荷.过荷会造成飞行员大脑缺血,四肢沉重.过荷过大时,飞行员还会暂时失明,甚至晕厥.飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力.如图所示是训练飞行员用的一种离心试验器.当试验器转动时,被训练人员根据测试要求,在试验舱内可取坐、卧等不同姿势,以测试离心作用对飞行员产生的影响.离心试验器转动时,被测验者做匀速圆周运动.现观察到图中的直线AB（即垂直于座位的直线）与水平杆成30°角.被测验者对座位的压力是他所受重力的多少倍?向心加速度多大?答案2mg