高三物理 专题4《抛体运动 圆周运动》第3课时《圆周运动的基本概念与规律》复习测试
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课时3 圆周运动的规律与应用一、描述圆周运动的物理量1.线速度:物体通过的位移与所用的时间的比值,描述物体做圆周运动的快慢的物理量。
表达式v=s t∆∆=2πrT 。
方向沿圆弧轨道的切线方向。
2.角速度:物体通过的弧度角与所用的时间的比值。
描述物体转动的快慢的物理量。
表达式:ω=t θ∆∆=2πT。
3.周期和频率:运动一周所需的时间叫周期(T);单位时间内转过的圈数叫频率(f),描述物体转动的快慢。
T=2πr v ,T=1f。
4.转速:单位时间内转过的角度,描述物体转动的快慢。
n=2πω=2πv r。
5.向心加速度:做圆周运动的物体指向圆心方向的加速度。
描述线速度方向变化的快慢。
a n =r ω2=2v r =ωv=224πT r 。
6.向心力:做圆周运动的物体受到的指向圆心方向的合力,作用效果产生向心加速度。
公式:F n =ma n 。
说明:(1)质点做匀速圆周运动时,线速度大小和向心加速度大小不变,但方向时刻在改变,所以匀速圆周运动其实是一个变加速运动。
(2)质点做匀速圆周运动时,角速度ω、周期T 、频率f 、转速n 恒定不变。
(3)向心加速度和向心力不改变速度大小,只改变速度方向。
二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较项目匀速圆周运动非匀速圆周运动定义线速度大小不变的圆周运动线速度大小变化的圆周运动运动特点F向,a向,v均大小不变,方向变化,ω不变F向,a向,v大小、方向均发生变化,ω发生变化向心力F向=F合由F合沿半径方向的分力提供、离心运动1.定义:做圆周运动的物体,在合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。
2.原因: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.供需关系与运动如图所示,F为实际提供的向心力,则(1)当F=mω2r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F<mω2r时,物体逐渐远离圆心;(4)当F>mω2r时,物体逐渐靠近圆心。
物理知识点复习提纲(二)(人教版必修2适用)专题四:抛体运动和圆周运动【知识要点】1、运动的合成与分解(A级)(1)运动的合成与分解指的是位移、速度、加速度的合成与分解。
由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。
(2)合运动与分运动具有等时性、独立性。
(3)合运动的性质讨论:两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动;匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动或匀变速曲线运动。
2、平抛运动的规律(B级)(1)定义:将物体以一定初速度水平抛出去,物体只在重力作用下的运动叫平抛运动,其轨迹是抛物线的一部分。
(2)平抛运动是匀变速曲线运动,在任何相等的时间内速度变化大小相等,方向相同。
(3 )对平抛运动的处理办法:先进行运动的分解再进行运动的合成。
Vx=V0Vy=gt V= V02+(gt)2,tanθ=Vy/Vx=gt/V0X=V0·t Y=1/2gt2 S= X2+Y2 ,tanα=Y/X= gt/2V0a x =0 a y=g a=0(4)物体做平抛运动的时间由决定;物体做平抛运动的水平射程由和决定。
【例题分析】例1、在高空匀加速水平飞行的飞机上自由释放一物,若空气阻力不计,飞机上人看物体的运动轨迹是( A )A.倾斜的直线B.竖直的直线C.不规则曲线D.抛物线例2、如图所示,在高度分别为h A、h B(h A>h B)两处以v A、v B相向水平抛出A、B两个小物体,不计空气阻力,已知它们的轨迹交于C点,若使A、B两物能在C处相遇,应该是( B) 必须大于v BA。
.vB。
A物必须先抛C。
v B必须大于v AD。
A、B必须同时抛3、匀速圆周运动(A 级)(1)定义:物体做圆周运动,在任意相等的时间内里通过的弧长均相等的运动。
(2)特点:速度大不变,方向时刻在变化,故不是匀变速曲线运动。
(3)描述匀速圆周运动的物理量:线速度:描述质点沿圆弧运动的快慢,V=S/t=2πR/T=R·w角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,w=θ/t=2π/T周期:质点绕圆周运动一圈所用时间.国际单位s,T越小,运动越快.T=1/f向心加速度:只改变速度的大小,而不改变速度的方向。
第3讲 圆周运动强基础•固本增分圆周运动1.匀速圆周运动 “匀速”指速率不变(1)定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处 ,这种运动叫作匀速圆周运动。
(2)速度特点:速度的大小 ,方向始终与半径垂直。
相等不变2.描述圆周运动的物理量快慢转动 rad/s一周方向ω2r√ ×研考点•精准突破1.圆周运动各物理量间的关系2.常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线=v B。
速度大小相等,即vA(2)摩擦传动:如图丙所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边缘线=v B。
速度大小相等,即vA(3)同轴传动:如图丁所示,两轮固定在一起绕同一转轴转动,两轮转动的角=ωB。
速度大小相等,即ωA考向一圆周运动基本物理量的关系典题1 (2023湖北武汉模拟)剪纸艺术源远流长,经久不衰,是中国民间艺术中的瑰宝。
将如图所示具有对称性的剪纸平放并固定在水平圆盘上,剪纸中心与圆盘中心重合,圆盘匀速转动,在暗室中用每秒闪光10次的频闪光源照射圆盘,暗室中静止不动的观察者观察到剪纸相对静止,则圆盘的转速至少为( )A.0.02 r/sB.2 r/sC.4 r/sD.4π r/s B考向二 三种传动方式及特点典题2 如图甲所示,修正带是通过两个齿轮相互咬合进行工作的,其原理可简化为图乙所示的模型。
A 、B 是小、大齿轮边缘上的两点,C 是大轮上的一点。
若大轮半径是小轮半径的2倍,小轮中心到A 点和大轮中心到C 点的距离之比为2∶1,则A 、B 、C 三点( )A.线速度大小之比为4∶4∶1B.角速度之比为1∶1∶1C.转速之比为2∶2∶1D.向心加速度大小之比为2∶1∶1A解析A、B是小、大齿轮边缘上的两点,可知vA=v B,又v=ωr,r A= r B,可得ωA=2ωB,由于B、C两点都在大轮上,可知ωB=ωC,又v=ωr,r B=4r C,可得v B=4v C,则A、B、C三点线速度大小之比为v A∶v B∶v C=4∶4∶1,A、B、C三点角速度之比为ωA ∶ωB∶ωC=2∶1∶1,选项A正确,B错误;根据角速度和转速的关系ω=2πn,可知A、B、C三点转速之比为nA ∶nB∶nC=ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1,选项C错误;根据向心加速度a=ω2r可知,A、B、C三点向心加速度大小之比为aA ∶aB∶aC=8∶4∶1,选项D错误。
第二单元 圆周运动第3课时 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,一物体沿光滑球面下滑,在最高点时速度为2 m/s ,球面半径为1 m ,求当物体下滑到什 么位置时开始脱离球面?(g =10 m/s 2
)
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O 1的半径为R ,从动轮O 2的半径为r ,R =2
3r .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 ′=2
1R ,设皮带不打滑,则有ωA ∶ωB = ;ωA ∶ω
C
= ;ωB ∶ωC = ;v A ∶v B = ; v A ∶v C = ; v B ∶
v C = ;向心加速度a A ∶a B =
;a A ∶a C = ;a B ∶a C = .
答案 2∶3 1∶1 3∶2 1∶1 2∶1 2∶1 2∶3 2∶1 3∶1
题型2 圆周运动的一般动力学问题
【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 =10 m ,质点的质量m =60 kg ,转盘静止时质点与转轴之间的距离d =4 m .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,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2
)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. 答案
2
3
rad/s 750 N 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 m ω2
L (221ωm k k
-+) L m k m k 22
ω
ω-+
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 B
2.图所示是上海锦江乐园新建的“摩天转轮”,它的直径达98 m ,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25 min ,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 A
3.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=2 m.当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上
方h=3.2 m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.(不考虑空气阻力,g=10 m/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 g
3。