高中物理圆周运动知识点复习过程
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高中物理必修二圆周运动知识点总结
嘿,同学们!今天咱们要来聊聊高中物理必修二里超有意思的圆周运动知识点呀!
你想想看,那转来转去的摩天轮,不就是圆周运动的一个超级明显的例
子嘛!就像我们在学习圆周运动的线速度。
线速度是什么呢?简单说,就是物体沿着圆周运动的快慢呀!好比你骑着自行车绕着一个圆形广场转,那你的速度不就是线速度嘛,你骑得越快,线速度就越大呀!这不难理解吧?
还有角速度呢!角速度就像是摩天轮转一圈所用的时间差不多的概念哦。
你瞧,摩天轮转得快的时候,角速度就大,转得慢的时候,角速度就小咯。
这不就明白了嘛!
向心力可是个很重要的家伙呀!没有它,那些做圆周运动的东西不就飞
出去啦?就像你甩动一个系着绳子的小球,要是没有向心力拉着,小球不就飞走了嘛。
记得老师做那个实验的时候,大家都看得超认真呢!
离心力呢,和向心力相反,但也是存在的哦!哎呀,就好比你坐旋转木马,转得快了,你是不是感觉要被甩出去呀,那就是离心力在“捣乱”呢!
在这些知识点里,是不是超级有趣呀!我们学习这些可不只是为了考试哦,以后生活中很多地方都能用得到呢!你想想,那些赛车弯道,工程师们肯定都考虑了圆周运动的知识呀,不然车怎么能安全快速地通过弯道呢。
所以呀,好好学这些知识,真的超级有用呢!同学们,一起把圆周运动知识点牢牢掌握呀,加油!。
高中物理第六章圆周运动重点知识归纳单选题1、关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是变速运动C.匀速圆周运动的线速度不变D.做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态答案:BABC.匀速圆周运动过程,线速度大小保持不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动,AC错误,B 正确;D.做匀速圆周运动的物体,所受合外力作为向心力,没有处于平衡状态,D错误。
故选B。
2、无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速。
如图所示是截锥式无级变速模型示意图,两个锥轮之间有一个滚轮,主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。
当位于主动轮和从动轮之间的滚轮从左向右移动时,从动轮转速降低;滚轮从右向左移动时,从动轮转速增加。
当滚轮位于主动轮直径为D1、从动轮直径为D2的位置时,主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是()A.n1n2=D1D2B.n1n2=D2D1C.n2n1=D12D22D.n2n1=√D1D2答案:B因主动轮、从动轮边缘的线速度大小相等,所以2πn1D12=2πn2D22即n1 n2=D2D1故选B。
3、如图所示为一皮带传动轮,大轮直径是小轮直径的3倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C 是大轮上一点,C到圆心O1的距离等于小轮半径,转动时皮带不打滑。
关于A、B、C三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC、线速度大小之比vA∶vB∶vC,向心加速度大小之比a A∶a B∶a C,下列判断正确的是()A.ωA∶ωB∶ωC=1∶3∶3B.vA∶vB∶vC=3∶3∶1C.aA∶aB∶aC=3∶6∶1D.aA∶aB∶aC=3∶3∶1答案:BA.A、B两点是靠皮带传动的轮子边缘上的点,线速度大小相等,因为大轮的半径是小轮半径的3倍,根据v=rω知ωA∶ωB=1∶3因为A、C共轴转动,则角速度相等,所以ωA∶ωB∶ωC=1∶3∶1故A错误。
第六章圆周运动6.1圆周运动 ........................................................................................................................... - 1 -6.2向心力 ............................................................................................................................... - 9 -6.3向心加速度 ..................................................................................................................... - 16 -6.4生活中的圆周运动 ......................................................................................................... - 21 -专题课向心力的应用和计算............................................................................................ - 32 - 专题课生活中的圆周运动................................................................................................ - 36 -6.1圆周运动一、圆周运动及线速度1.圆周运动的概念运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动,称为圆周运动。
高中物理圆周运动知识点总结1. 圆周运动的概念圆周运动是物体绕固定点按照某个圆周轨迹运动的一种运动形式。
在圆周运动中,物体的速度大小恒定,但其方向不断变化,因此其加速度就不为零。
2. 圆周运动的描述2.1 圆周运动的周期和频率圆周运动的周期是一个物体完成一次完整运动所需要的时间,用符号T表示,单位为秒。
频率是指一个物体每秒钟完成的圆周运动次数,用符号f表示,单位为赫兹(Hz)。
频率和周期之间有如下关系:f = 1/T。
2.2 圆周运动的角速度角速度是指一个物体单位时间内在圆周运动中转过的角度,用符号ω表示,单位为弧度/秒(rad/s)。
角速度和频率之间有如下关系:ω = 2πf。
2.3 圆周运动的线速度线速度是指一个物体在圆周运动中单位时间内所走过的弧长,用符号v表示,单位为米/秒(m/s)。
线速度和角速度之间有如下关系:v = rω,其中r为物体距离固定点的半径。
3. 圆周运动的力学原理3.1 向心力和离心力在圆周运动中,物体受到向心力的作用。
向心力是指使物体向圆心方向运动的力。
向心力的大小与物体质量m、速度v和半径r之间的关系为:Fc = mv^2/r。
与向心力相对的是离心力,离心力是指物体与运动方向相反的力。
离心力的大小与向心力相等,但方向相反。
3.2 力矩和转动惯量在圆周运动中,物体受到外力的作用时产生力矩。
力矩是指力对物体产生的转动效果,计算公式为M = Fd,其中M为力矩,F为作用力,d为力臂。
转动惯量是衡量物体抵抗转动的特性。
转动惯量与物体质量m和半径r之间的关系为:I = mr^2,其中I为转动惯量。
3.3 力矩和转动惯量的关系转动惯量与力矩之间有如下关系:M = Iα,其中M为力矩,I为转动惯量,α为物体角加速度。
这个关系类似于牛顿第二定律F = ma,在转动情况下描述了物体的转动效果。
4. 圆周运动的应用4.1 离心力的应用离心力的应用非常广泛,例如离心机通过离心力将液体中的固体分离出来。
一、匀速圆周运动的基本概念:1、匀速圆周运动的定义质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量(1)线速度v①物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
②定义:质点做圆周运动通过的弧长s和所用时间t的比值叫做线速度。
③大小:,单位:④方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
由于质点做匀速圆周运动时的速度方向不断发生变化,所以匀速圆周运动是一种变速运动。
(2)角速度①物理意义:描述质点转过圆心角的快慢。
②定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值,就是质点运动的角速度。
③大小:单位:。
④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
(3)周期T和频率f①物理意义:周期和频率都是描述物体做圆周运动快慢的物理量。
②定义:做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
用T表示,单位:s。
做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。
用f表示,单位:Hz。
在国际单位制中是,在一些实际问题中常用的是每分钟多少转,用n表示,转速的单位为转每秒,即。
3、线速度、角速度、周期之间的关系(1)线速度和角速度间的关系如果物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动,在时间t 内通过的弧长是s,半径转过的角度是,由数学知识知,于是有,即。
上式表明:①当半径相同时,线速度大的角速度也大,角速度大的线速度也大,且成正比。
如图(a)所示。
②当角速度相同时,半径大的线速度大,且成正比。
如图(b)所示。
③当线速度相同时,半径大的角速度小,半径小的角速度大,且成反比。
如图(c)、(d)所示。
(2)线速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内通过的弧长为,所以有。
上式表明,只有当半径相同时,周期小的线速度大;当半径不同时,周期小的线速度不一定大,所以周期与线速度描述的快慢是不一样的。
(3)角速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内半径转过的角度为,则有。
【知识梳理】一、匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
(举例:电风扇转动时,其上各点所做的运动;地球和各个行星绕太阳的运动,都认为是匀速圆周运动。
)注意:匀速圆周运动是变速曲线运动,匀速圆周运动的轨迹是圆,是曲线运动,运动的速度方向时刻在变化,因而匀速圆周运动不是匀速运动,而是变速曲线。
“匀速”二字仅指在相等的时间里通过相等的弧长。
二、线速度:物体做匀速圆周运动时,通过的弧长S 与时间t 的比值就是线速度的大小。
用符号v 表示: tS v =1、线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
2、线速度是矢量,它既有大小,也有方向.线速度的方向-----在圆周各点的切线方向上.3、匀速圆周运动的线速度不是恒定的,方向是时刻变化的三、角速度:圆周半径转过的角度ϕ与所用时间t 的比值。
用ω表示:公式:tϕω=单位:s rad /匀速圆周运动的快慢也可以用角速度来描述。
物体在圆周上运动得越快,连接运动物体和圆心的半径在同样的时间内转过的角度就越大。
对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度ω是恒定。
四、周期和频率匀速圆周运动是一种周期性的运动.周期(T ):做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间,单位是s 。
周期也是描述匀速圆周运动快慢的物理量,周期长运动慢,周期短运动快。
频率(f ):物体ls 由完成匀速圆周运动的圈数,单位是赫兹,记作“Hz ”.周期和频率互为倒数.频率也是描述匀速圆周运动快慢的物理量,频率低运动慢,频率高运动快。
Tf 1=转速n :做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速。
单位是r/s 、r/min 。
五、线速度、角速度、周期间的关系 1、定性关系三个物理量都是描述匀速圆周运动的快慢,匀速圆周运动得越快,线速度越大、角速度越大、周期越小. 2、定量关系设想物体沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动,则在一个周期内转过的弧长为π2r ,转过的角度为π2,因此有 T r v π2=,Tπω2= 比较可知:v =ωr =2πnr =2πfr 结论:由v =r ω知,当v 一定时,ω与r 成反比;当ω一定时,v 与r 成正比;当r 一定时,v 与ω成正比。
1.匀速圆周运动1.线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。
222sv r r fr nrt Tπωππ∆=====∆单位:米/秒,m/s2.角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。
222f nt Tϕπωππ∆====∆单位:弧度/秒,rad/s3.周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。
22rTvππω==单位:秒,s4.频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。
1fT=单位:赫兹,Hz5.转速:单位时间内转过的圈数。
Nnt=单位:转/秒,r/s n f=(条件是转速n的单位必须为转/秒) 6.向心加速度:22222()(2)va r v r f rr Tπωωπ=====7.向心力:22222()(2)vF ma m m r m v m r m f rr Tπωωπ======三种转动方式绳模型2.竖直平面的圆周运动1.“绳模型”如上图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。
(注意:绳对小球只能产生拉力)(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用mg =2v m R⇒ v 临界=Rg (2)小球能过最高点条件:v ≥Rg (当v >Rg 时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力) (3)不能过最高点条件:v <Rg (实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道)2.“杆模型”,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况(注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。
)(1)小球能过最高点的临界条件:v=0,F=mg (F 为支持力)(2)当0<v <Rg 时,F 随v 增大而减小,且mg>F>0(F 为支持力)(3)当v =Rg 时, F =0(4)当v >Rg 时,F 随v 增大而增大,且F>0(F 为拉力)3.万有引力定律1.开普勒第三定律:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。
32r k T = (K 值只与中心天体的质量有关) 2.万有引力定律: 122m rF G m =⋅万 (1)赤道上万有引力:F mg F mg ma =+=+引向向 (g a 向和是两个不同的物理量,)(2)两极上的万有引力:F mg =引3.忽略地球自转,地球上的物体受到的重力等于万有引力。
高中物理必修二第六章圆周运动基础知识点归纳总结单选题1、将火车在铁轨上转弯的过程近似看作水平面内的匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.转弯时内轨一定不受力B.转弯时外轨一定不受力C.转弯时火车速度越小越好D.转弯处应内轨低外轨高答案:D根据匀速圆周运动的规律,做匀速圆周运动的物体的向心力由其合力提供。
对火车进行受力分析,火车受到重力和轨道对火车的支持力,若火车轨道内轨低外轨高,设与水平方向夹角为θ,则满足mgtanθ=m v2 r即当v=√grtanθ时火车内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的侧向压力均恰好为零,火车的重力和轨道对火车的支持力的合力提供向心力。
当火车速率大于v时,所需要的向心力增大,车轮轮缘对外轨施加压力;当火车速率小于v时,所需要的向心力减小,车轮轮缘对内轨施加压力;所以火车的速率过大或者过小都不好;综上所述选项ABC 错误,D正确。
故选D。
2、如图所示是“陀螺旋转醒酒器”,它可以绕底座的支点旋转,当其转动醒酒时,瓶上的A、B两点,下列说法正确的是()A.AB杆上各点角速度大小都相同B.AB杆上各点线速度大小都相同C.AB杆上各点加速度大小都相同D.以上关于AB杆的说法都不正确答案:AA.AB杆上各点,相同时间内转过的角度相同,所以角速度大小相同,故A正确;B.AB杆上各点做圆周运动的半径不同,角速度相同,根据v=ωr可知,各点的线速度大小不同,故B错误;CD.根据a=ω2r可知,各点的加速度大小不同,故CD错误;故选A。
3、如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小球在水平线ab以上的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力)B.小球通过最高点时的最小速度v min=√g(R+r2C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,外侧管壁对小球一定无作用力D.小球通过最高点时的最小速度v min=√g(R+r)答案:ABD.在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内管对小球产生弹力,大小为mg,故最小速度为0,故BD错误;C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力,故C错误;A.小球在水平线ab以上的管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,当速度非常大时,内侧管壁没有作用力,此时外侧管壁有作用力,当速度比较小时,内侧管壁对小球有作用力,故A正确。
高中物理圆周运动知识点.
描述圆周运动的物理量及其关系
1.角速度、周期、转速之间的关系ω=2π/T=2nπ
即角速度与周期成反比,与转速成正比。
(1)转速n的单位为r/s.
(2)ω、T、n三个量中任意一个确定,其余两个也就确定。
2.线速度与角速度的关系v=rω
r一定时,v∝ω,如圆盘转动时,圆盘上某点的ω越大则v越大
ω一定时,v∝r,如时钟的分针转动时,分针上各质点的ω相同,但分针上离圆心越远的质点,r越大,v也越大
v一定时,ω∝1/r,如皮带传动装置中,两轮边缘上各点线速度大小相等,但大轮的r较大,ω较小
3.线速度与周期的关系v=2πr/T,即当半径r相同时,周期小的线速度大。
特别提醒:
(1)v、ω、r是瞬时对应关系,只有控制一个量不变,才能确定另外两个量是正比还是反比关系。
(2)描述匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,即线速度是变化的,而角速度、周期、转速是不变的。
高中物理第六章圆周运动考点大全笔记单选题1、把地球设想成一个半径为地球半径R=6 400km的拱形桥,如图所示,汽车在最高点时,若恰好对“桥面”压力为0,g=9.8m/s2,则汽车的速度为()A.7.9m/sB.7.9m/hC.7.9km/sD.7.9km/h答案:C恰好汽车对“桥面”压力为0,由重力提供向心力可得mg=mv2 R解得v=√gR≈7.9km/s故选C。
2、如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形A PB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,小球以v0的水平初速度从A点沿切线方向弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,落地点为D,不计空气阻力。
在圆形轨道APB中运动,下列说法正确的是()A.小球对轨道内侧壁有作用力B.小球对轨道外侧壁有作用力C.小球所受重力提供向心力D.小球受重力、支持力和向心力答案:B小球受竖直向上的支持力、竖直向下的重力、轨道外侧壁对小球指向圆心的弹力,此弹力提供向心力,根据相互作用的关系,小球对轨道外侧壁有作用力,故ACD错误,B正确。
故选B。
3、飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧,如图所示,如果这段圆弧的半径r=800m,飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。
飞机在最低点P的速率不得超过(g=10m/s2)()A.80√10m/s m/sB.80√35m/s C.40√10m/s D.40√35m/s答案:D飞机在最低点做圆周运动,飞行员能承受的力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全,设飞机给飞行员竖直向上的力为F N,则有F N−mg=m v2 r且F N≤8mg解得v max=40√35m/s故飞机在最低点P的速率不得超过40√35m/s。
故选D。
4、如图所示,飞机在竖直平面内俯冲又拉起,这一过程可看作匀速圆周运动,飞行员所受重力为G。
在最低点时,座椅对飞行员的支持力为F。
则()A.F=G B.F>G C.F=0D.F<G答案:B最低点时,飞行员的向心力F向=F-G所以F>G故选B。
高中物理第六章圆周运动知识点归纳总结(精华版)单选题1、某同学参加编程机器人大赛,参赛机器小车(视为质点,如图所示)的质量为2kg,设定该参赛机器小车的速度大小始终为1m/s。
现小车要通过一个半径为0.2m的圆弧凸桥,重力加速度大小g取10m/s2,下列说法正确的是()A.小车通过圆弧凸桥的过程中加速度不变B.小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零C.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为10 ND.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为30 N答案:CAB.小车通过圆弧凸桥的加速度为a=v2 r因为小车速度不变,轨道半径不变,所以小车的加速度大小不变,但方向指向圆心,且始终在发生变化,所以小车所受合力不为零,故AB错误;CD.小车通过圆弧凸桥最高点时,根据牛顿第二定律有m g-F N=m v2R解得F N=10 N由牛顿第三定律可知,桥受到的压力大小为10 N,故C正确,D错误。
故选C。
2、如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。
当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A.当转盘匀速转动时,物块P所受摩擦力方向为c方向B.当转盘匀速转动时,物块P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为a方向D.当转盘减速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为b方向答案:AAB.当转盘匀速转动时,物块P所受的重力和支持力平衡,摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力,故摩擦力方向沿半径指向圆心O点,故A正确,B错误;C.当转盘加速转动时,物块P做加速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a方向的切向力,使线速度大小增大,即物块P所受摩擦力方向可能为b方向,故C错误;D.当转盘减速转动时,物块P做减速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有沿与a方向相反的切向力,使线速度大小减小,即物块P所受摩擦力方向可能为d方向,故D错误。
高中物理第六章圆周运动总结(重点)超详细单选题1、关于匀速圆周运动,正确的是()A.线速度不变B.角速度不变C.向心加速度不变D.匀变速曲线运动答案:BA.匀速圆周运动线速度大小不变,方向沿曲线切线方向,方向时刻改变,A错误;B.匀速圆周运动角速度大小、方向都不变,B正确;C.匀速圆周匀速向心加速度大小不变,方向时刻指向圆心,方向时刻改变,C错误;D.匀速圆周匀速加速度方向时刻改变,不是匀变速曲线匀速,D正确。
故选B。
2、飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动(在最高点时,飞行员头朝下,且v>√gr),则在轨道的最高点和最低点时,飞行员对座椅的压力()A.相差6mg B.相差mv 2rC.相差2v2⋅r D.相差2mg 答案:D在最高点有F1+mg=m v2 r解得F1=m v2r−mg在最低点有F2−mg=m v2 r解得F2=m v2r+mg所以F2-F1=2mg故选D。
3、如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。
以下判断正确的是()A.M点的周期比N点的周期大B.N点的周期比M点的周期大C.M点的角速度等于N点的角速度D.M点的角速度大于N点的角速度答案:C由于M、N为秒针上的两点,属于同轴转动的两点,可知M与N两点具有相同的角速度和周期。
故选C。
4、某玩具可简化为如图所示的模型,竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳,两轻绳下端各系一质量为m的小球,两小球间用长为l的轻绳相连,轻绳不可伸长。
当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时,小球A、B关于杆对称,关于OA绳上的弹力F OA与AB绳上的弹力F AB大小与角速度平方的关系图像,正确的是()A.B.C.D.答案:B在AB绳绷直前AB绳上弹力为零,OA绳上拉力大小为F OA,设OA绳与竖直杆间的夹角为θ,有F OA sinθ=mω2lsinθ得F OA=mω2l当AB绳恰好绷直时,OA绳与竖直杆间的夹角为30°,有mgtan30∘=mω2lsin30∘得ω2=2√3g 3l当ω2>2√3g3l时,竖直方向有F OA cos30∘=mg 得F OA=2√33mg水平方向有F OA sin30∘+F AB=mω2lsin30∘解得F AB=12mω2l−√33mg综上可知:F OA先与角速度平方成正比,后保持不变;F AB开始为零,当角速度平方增大到一定值后与角速度平方成一次增函数关系。
第六章圆周运动6.1圆周运动 ........................................................................................................................... - 1 -6.2向心力 ............................................................................................................................... - 9 -6.3向心加速度 ..................................................................................................................... - 16 -6.4生活中的圆周运动 ......................................................................................................... - 21 -专题课向心力的应用和计算............................................................................................ - 32 - 专题课生活中的圆周运动................................................................................................ - 36 -6.1圆周运动一、圆周运动及线速度1.圆周运动的概念运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动,称为圆周运动。
高中物理第六章圆周运动全部重要知识点单选题1、如图所示为一走时准确的时钟,A、B分别是分针和时针的端点,在时钟正常工作时()A.T A>T B B.ωA>ωBC.v A=v B D.v A<v B答案:BA.分针的周期为T A=1ℎ时针的周期为T B=12ℎ可知T A<T BA错误;B.根据角速度与周期关系ω=2πT可知角速度与周期成反比,则有ωA>ωB B正确;CD.根据线速度与角速度关系v=ωr 由于ωA>ωB,r A>r B可知v A>v BCD错误;故选B。
2、如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。
当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A.当转盘匀速转动时,物块P所受摩擦力方向为c方向B.当转盘匀速转动时,物块P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为a方向D.当转盘减速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为b方向答案:AAB.当转盘匀速转动时,物块P所受的重力和支持力平衡,摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力,故摩擦力方向沿半径指向圆心O点,故A正确,B错误;C.当转盘加速转动时,物块P做加速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a方向的切向力,使线速度大小增大,即物块P所受摩擦力方向可能为b方向,故C错误;D.当转盘减速转动时,物块P做减速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有沿与a方向相反的切向力,使线速度大小减小,即物块P所受摩擦力方向可能为d方向,故D错误。
故选A。
3、如图所示为时钟面板,当时钟正常工作时,关于时针、分针和秒针的转动,下列判断正确的是()A.时针的角速度最大B.秒针的角速度最大C.时针尖端的线速度大于分针尖端的线速度D.时针、分针、秒针的转动周期相等答案:BAB.相同时间内秒针转过的角度最大,所以秒针的角速度最大,故A错误,B正确;C.由于相同时间内分针针转过的角度大于时针转过的角度,所以分针的角速度大于时针的角速度,又因为分针的长度大于时针,根据v=rω知分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度,故C错误;D.时针、分针、秒针的转动周期不相等,故D错误。
高中物理必修二第六章圆周运动知识点梳理单选题1、下列关于向心加速度的说法中正确的是()A.向心加速度的方向始终指向圆心B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在变速圆周运动中,向心加速度的方向不指向圆心答案:A无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动,向心加速度的方向都时刻指向圆心,故向心加速度不恒定,故A正确,BCD错误。
故选A。
2、汽车正在通过半径为62.5m的拱桥,若过最高点时对桥面的压力为零,取重力加速度大小g=10m/s2,则汽车的速度大小应为()A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s答案:C过最高点时对桥面的压力为零,则mg=m v2 r代入数据解得v=25m/s 故ABD错误,C正确。
故选C。
3、下列说法正确的是()A.重力的大小和方向与物体运动状态无关B.“越走越快”表示物体的加速度越来越大C.做曲线运动的物体的加速度一定变化D.做圆周运动的物体其所受的合外力即为其向心力答案:AA.重力的大小和方向与物体运动状态无关,大小为mg,方向始终竖直向下,故A正确;B.“越走越快”表示物体的速度越来越大,故B错误;C.做曲线运动的物体的速度一定变化,但加速度不一定改变,如平抛运动,加速度恒定,故C错误;D.做匀速圆周运动的物体其所受的合外力即为其向心力,故D错误。
故选A。
4、如图所示,一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶,依次通过a,b,c三点,比较三个点向心力大小()A.Fa>Fb>Fc B.Fa<Fb<FcC.Fc<Fa<Fb D.Fa>Fc>Fb答案:B根据向心力公式F=mv2 r由于速率恒定,半径越小的位置向心力越大,从图可知曲率半径r a>r b>r c,故F a<F b<F c,故B正确,ACD错误。
故选B。
5、杂技演员表演“水流星”,在长为0.8m的细绳的一端,系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s,则下列说法正确的是(g=10m/s2)()A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的压力均为零C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5N答案:DABD.当水对桶底压力为零时有mg=m v2 r解得v=√gr=2√2m/s“水流星”通过最高点的速度为2√2m/s时,知水对桶底压力为零,不会从容器中流出;对水和桶分析,有T+mg=m v2 r解得T=5N知此时绳子的拉力不为零,AB错误,D正确;C.“水流星”通过最高点时,受重力和绳子的拉力,C错误。
一、描述圆周运动的物理量及其相互关系 1、线速度⑴定义:质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t 的比值叫做线速度.⑵大小:2s rv t T π==单位为m/s.⑶方向:某点线速度的方向即为该点的切线方向.(与半径垂直) ⑷物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.注:对于匀速圆周运动,在任意相等时间内通过的弧长都相等,即线速度大小不变,方向时刻改变。
2、角速度⑴定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度 跟所用时间t 的比值,就是质点运动的角速度.⑵大小: 单位:rad/s. ⑶物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.注:对于匀速圆周运动,角速度大小不变。
说明:匀速圆周运动中有两个结论:⑴同一转动圆盘(或物体)上的各点角速度相同.⑵不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。
3、周期、频率、转速⑴周期:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间叫做周期。
用T 表示,单位为s 。
⑵频率:做匀速圆周运动的物体在1 s 内转的圈数叫做频率。
用f 表示,其单位为转/秒(或赫兹),符号为r/s(或Hz)。
⑶转速:工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。
转速是指物体单位时间所转过的圈数,常用符号n 表示,转速的单位为转/秒,符号是r/s ,或转/分(r/min)。
4、向心加速度⑴定义:做圆周运动的物体,指向圆心的加速度称为向心加速度. ⑵大小:ϕ2t T ϕπω==⑶方向:沿半径指向圆心.⑷意义:向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.说明:①向心加速度总指向圆心,方向始终与速度方向垂直,故向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小。
②向心加速度方向时刻变化,故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动(或称非匀变速曲线运动).③向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度。
对于匀速圆周运动,其所受的合外力就是向心力,只产生向心加速度,因而匀速圆周运动的向心加速度是其实际加速度。
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1.匀速圆周运动
1.线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。
222svrrfrnrtT
单位:米/秒,m/s
2.角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。
222fntT
单位:弧度/秒,rad/s
3.周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。
22r
Tv
单位:秒,s
4.频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。
1
fT
单位:赫兹,Hz
5.转速:单位时间内转过的圈数。
N
nt
单位:转/秒,r/s nf (条件是转速n的单位必须为转/秒)
6.向心加速度:22222()(2)varvrfrrT
7.向心力:22222()(2)vFmammrmvmrmfrrT
三种转动方式
绳模型
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2.竖直平面的圆周运动
1.“绳模型”如上图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。
(注意:绳对小球只能产生拉力)
(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用
mg =2vmR v临界=Rg
(2)小球能过最高点条件:v ≥Rg (当v >Rg时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力)
(3)不能过最高点条件:v
(注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。)
(1)小球能过最高点的临界条件:v=0,F=mg (F为支持力)
(2)当0
(3)当v=Rg时, F=0
(4)当v>Rg时,F随v增大而增大,且F>0(F为拉力)
3.万有引力定律
1.开普勒第三定律:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。
3
2
r
kT
(K值只与中心天体的质量有关)
2.万有引力定律: 122mrFGm万
(1)赤道上万有引力:FmgFmgma引向向 (ga向和是两个不同的物理量,)
(2)两极上的万有引力:Fmg引
3.忽略地球自转,地球上的物体受到的重力等于万有引力。
2
2
GMm
mgGMgRR
(黄金代换)
4.距离地球表面高为h的重力加速度:222GMmGMmgGMgRhgRhRh
5.卫星绕地球做匀速圆周运动:万有引力提供向心力 2GMmFFr万向
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22
GMmGM
maarr
(轨道处的向心加速度a等于轨道处的重力加速度g轨)
2
2GMmvGMmvrrr 223
GMmGM
mrrr
2
23
2
24GMmr
mrTrTGM
6.中心天体质量的计算:
方法1:22gRGMgRMG (已知R和g)
方法2:2GMvrvMrG (已知卫星的V与r)
方法3:233GMrMrG (已知卫星的与r)
方法4:2323244rrTMGMGT (已知卫星的周期T与r)
方法5:已知32324GMvrvTMGrTGM (已知卫星的V与T)
方法6:已知33GMvvrMGGMr (已知卫星的V与,相当于已知V与T)
7.地球密度计算: 球的体积公式:343VR
2
2
3
3
2
3232
2()3434rMMrRVmM
GmGTRrrGTTM
近地卫星23GT (r=R)
8. 发射速度:采用多级火箭发射卫星时,卫星脱离最后一级火箭时的速度。
运行速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动时的线速度.当卫星“贴着” 地面运行时,
运行速度等于第一宇宙速度。
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第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s。卫星环绕地球飞行的最大运行速度。地球上发射卫星的最小发射速度。
第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/s 。 使人造卫星脱离地球的引力束缚,不再绕地球运行,从地球表面
发射所需的最小速度。
第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s。使人造卫星挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,
从地球表面发射所需要的最小速度。