2016年高中物理学业水平测试复习资料(9-5)---专题5圆周运动

2016年高中物理学业水平测试复习资料（9-5）专题五圆周运动考纲内容复习指南1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(Ⅰ)2．匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)3．离心现象(Ⅰ)(1)理解描述圆周运动的物理量及各物理量之间的关系；(2)理解匀速圆周运动的动力学特点；(3)理解产生离心现象的条件及在体育、生产生活、科技中的应用.匀速圆周运动运动的性质：变速运动线速度：v＝st＝2πrT＝rω角速度：ω＝φt＝2πT＝vr周期：T＝2πω＝2πrv向心力：F＝mv2r＝m2πT2r＝mrω2向心加速度：a＝v2r＝2πT2r＝rω2离心现象：离心运动的条件：F供＝0或F供＜F需考点1描述匀速圆周运动的物理量1．匀速圆周运动的概念：质点沿圆周运动，如果在相等时间里通过的______相等，这种运动就叫做匀速圆周运动．2．描述匀速圆周运动的物理量．(1)线速度v：物体在一段时间内通过的弧长s与这段时间t的比值，叫做物体的线速度，即__________________，线速度是__________，其方向就是圆周在该点的__________．(2)角速度ω：连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度θ与这段时间t的比值，叫匀速圆周运动的角速度，即____________．(3)周期T与频率f的关系：周期是做匀速圆周运动物体完成一周所需的时间，频率是物体在1s内完成的圆周运动的圈数．周期与频率的关系是_______________________________________________________3．匀速圆周运动的特点：(1)线速度的大小保持不变，但方向时刻变化，是一种________运动．(2)角速度、周期及频率保持不变．(3)做匀速圆周运动的物体所受的合外力______向心力．4．描述匀速圆周运动的各物理量的关系．(1)线速度与角速度的关系：_______________________________________________________(2)角速度与周期的关系：_______________________________________________________(3)周期与频率的关系：_______________________________________________________考点11．弧长2．(1)v＝st矢量切线方向(2)ω＝θt(3)f＝1T3．(1)变速(3)等于4．(1)v＝ωr(2)ω＝2πT(3)f＝1T►小试身手1．(2015·广东省普通高中学业水平考试)如图所示，手表指针的运动可看做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()A．秒针、分针、时针转动周期相同B．秒针的角速度最大，时针的角速度最小C．秒针上A、B两点线速度一样大D．秒针上A、B两点向心加速度一样大1．解析：秒针、分针及时针的周期分别为60秒、60分、12小时，A选项错；由ω＝2πT可得秒针的角速度最大，B选项正确；秒针上各点的角速度相等，由v＝ωr可知A点的线速度大，a＝ω2r，A点的向心加速度大，C、D选项错．答案：B2．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是()A．匀速圆周运动是线速度不变的运动B．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动C．匀速圆周运动是匀变速运动D．匀速圆周运动的物体所受的向心力大小和方向都不变2．解析：匀速圆周运动只是线速度的大小不变，而其线速度方向和加速度方向都在时刻变化，所以说匀速圆周运动是变加速曲线运动；且匀速圆周运动的向心力的方向也在不停地变化，故选B.答案：B方法归纳1．匀速圆周运动特点：线速度大小不变方向时刻改变，角速度、周期、频率都是恒定的．2．匀速圆周运动的性质：是速度大小不变而方向时刻改变的曲线运动．考点2向心加速度、向心力1．向心力．向心力是做圆周运动质点沿半径方向受到的力的合外力．(1)大小：F＝ma＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r.(2)方向：总是指向______，是一个变力．2．向心加速度．向心加速度是做圆周运动质点沿半径方向向心力产生的加速度．(1)大小：an＝v2r＝ω2r＝4π2T2r.(2)方向：总是指向________，因此向心加速度方向________．考点21．(2)圆心2．(2)圆心时刻改变►小试身手3．如图所示一个圆盘在水平面内绕通过中心的竖直轴匀速转动，盘上一个小物体相对盘静止，随圆盘一起运动，关于这个物体的向心力，下列说法正确的是()A．向心力方向指向圆盘中心B．向心力方向与物体的速度方向相同C．向心力方向与转轴平行D．向心力方向保持不变3．解析：向心力的特征就是指向圆心，而摩擦力可以与运动方向垂直，但一定与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反．答案：A4．一个小球在竖直放置的光滑圆环的内槽里做圆周运动，如右图所示，则关于小球加速度的方向说法正确的是()A．一定指向圆心B．一定不指向圆心C．只有在最高点和最低点时指向圆心D．不能确定是否指向圆心4．解析：本题注意题目问的是小球的加速度，不是向心加速度，加速度的方向只由合外力的方向决定，由于只有在最高点和最低点时合外力才指向圆心，所以只有在最高点和最低点时小球加速度的方向才指向圆心．答案：C方法归纳1．物体做匀速圆周运动，向心加速度反映速度方向改变的快慢，其方向时刻在改变．2．物体做匀速圆周运动的向心力不是什么特殊的力，它是重力、弹力、摩擦力中某个力，或某几个力的合力或某一个力的分力，向心力是根据力的作用效果命名的．考点3离心现象1．离心运动．做匀速圆周运动的物体所受的合外力________其所需要的向心力时，物体将做远离圆心的运动叫离心运动．2．物体做离心运动的条件：______________．3．离心运动的应用和防止．(1)离心运动的应用：离心干燥器、离心沉淀器；(2)离心运动的防止：车辆转弯时要限速、转动的砂轮和飞轮要限速．考点31．小于2．F合＜F向►小试身手5．下列现象中，与离心现象无关的是()A．用洗衣机脱去湿衣服中的水B．旋转雨伞上的水滴C．汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜D．运动员将链球旋转起来后掷出5．C6．物体做离心运动时，运动轨迹()A．一定是直线B．一定是曲线C．可能是直线，也可能是曲线D．可能是圆6．解析：做圆周运动的物体，当F＝0时，物体沿切线方向飞出，运动轨迹是直线，当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心，运动轨迹是曲线，C正确．答案：C方法归纳做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向．当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动，当F＝0时，物体沿切线方向飞出，当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心，做离心运动，当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心，做趋心运动．一、单项选择题Ⅰ：在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求．1．关于匀速圆周运动的说法正确的是()A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是匀变速运动C．匀速圆周运动是加速度不变的运动D．匀速圆周运动是加速度不断变化的运动1．解析：由于匀速圆周运动的速度和加速度的方向都在时刻变化，故匀速圆周运动是加速度不断变化的曲线运动．答案：D2．下列哪些物体的运动不可以看做是圆周运动()A．汽车在圆拱桥顶上运动B．投出的篮球在空中的运动C．电子绕原子核高速旋转D．地球绕太阳公转2．解析：其中ACD选项中都可以看成是圆周运动，而投出的篮球在空中的运动轨迹是抛物线，故不能看成是圆周运动．答案：B3．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法错误的是()A．相等的时间里通过的路程相等B．相等的时间里通过的弧长相等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3．解析：匀速圆周运动的速度大小不变，所以在相等的时间里通过的路程相等，在相等的时间里通过的弧长相等，转过的角度也相等；但是在相等的时间里发生的位移有可能不同．答案：C4．关于匀速圆周运动的角速度与线速度，下列说法中错误的是()A．半径一定，角速度与线速度成反比B．半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成反比D．角速度一定，线速度与半径成正比4．解析：对于匀速圆周运动，如果半径一定，角速度与线速度成正比；如果线速度一定，角速度与半径成反比；如果角速度一定，线速度与半径成正比．答案：A5．关于地球上的物体，由于地球的自转，则物体的角速度、线速度的大小，以下说法正确的是()A．在赤道上的物体线速度最大B．在两极上的物体线速度最大C．赤道上物体的角速度最大D．北京的角速度比南京的大5．解析：由于地球上的物体随地球一起自转，其角速度一定，故线速度与半径成正比，而在赤道上的物体随地球自转的半径最大，故线速度最大．答案：A6．下列关于向心加速度的说法，正确的是()A．向心加速度是表示做圆周运动的物体速率改变快慢的B．向心加速度是表示角速度变化快慢的C．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的D．匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的6．解析：向心加速度是描述线速度方向变化快慢的，并不改变速度的大小，向心加速度的方向也是不停变化的，所以匀速圆周运动的向心加速度是变化的．答案：C7．物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是()A．根据a＝v2r，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成反比B．根据a＝ω2r，向心加速度的大小一定跟圆周运动的半径成正比C．根据ω＝vR，角速度一定跟圆周运动的半径成反比D．根据ω＝2πn，角速度一定跟转速成正比7．解析：当一个公式中有三个物理量时，不能说其中两个物理量成正比或成反比，而角速度与转速一定成正比，转速越高，角速度一定越大．答案：D8．关于向心力，以下说法中正确的是()A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C．向心力是线速度方向变化的原因D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动8．解析：向心力不是除了物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力，它是按效果命名的力，任何可以起到把物体拉向圆心的力都可以充当向心力，它是使物体速度方向发生变化的原因．答案：C9．一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动，如图所示，物体所需向心力是()A．物体的重力B．筒壁对物体的静摩擦力C．筒壁对物体的弹力D．物体所受重力与弹力的合力9．解析：因为向心力一定是指向圆心的，所以能够提供这样一个力的只能是筒壁给物体的弹力．答案：C10．质量为m的小木块从半球形的碗口下滑，如图所示．已知木块与碗的内壁的动摩擦因数为μ，木块滑到最低点的速度为v，那么木块在最低点受到的摩擦力为()A．μmgB．μmv2RC．0D．μmg＋v2R10．解析：根据滑动摩擦力的定义f＝μN，而N＝mg＋mv2R＝mg＋v2R，所以木块在最低点受到的摩擦力为μmg＋v2R.答案：D11．细绳一端系一物体，使物体绕另一端在光滑的水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A．线速度一定时，绳长容易断B．向心加速度一定时，绳短容易断C．角速度一定时，绳长容易断D．周期一定时，绳短容易断11．解析：根据向心力公式，线速度一定时，绳短所需向心力大，绳子容易断；向心加速度一定时，绳的长短不影响向心力的大小，故无所谓；角速度一定时，绳长越长所需向心力越大，绳越容易断；周期一定时，绳越长所需向心力越大，绳越易断．答案：C12．一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则()A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零B．小球过最高点的最小速度是gRC．小球过最高点时，杆对球的作用力要与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力D．小球过最高点时，杆对球作用力一定跟小球所受重力方向相反12．解析：根据竖直面内的圆周运动的轻杆模型，当小球过最高点的速度是gR时轻杆恰好不受力的作用，A正确；当小球过最高点的速度小于gR时，杆对小球有支持力，但支持力一定小于重力，BC错；当小球过最高点的速度大于gR时，杆对小球有拉力的作用，与重力的方向相同，D错．答