高中物理圆周运动问题的解题技巧

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高一物理 必修2 5.4圆周运动的运动学问题 知识点总结 题型总结 同步巩固 新高考 练习

高一物理  必修2  5.4圆周运动的运动学问题   知识点总结   题型总结   同步巩固  新高考  练习

高中物理 必修2 圆周运动的运动学问题1、描述圆周运动的物理量描述圆周运动的基本参量有:半径、线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度等。

(1)v =∆l∆t =2πr T =2πrf(2)ω=∆θ∆t =2πT(3)T =1f =2πr v3、圆周运动中的运动学分析 (1)对公式v =ωr 的理解当r 一定时,v 与ω成正比;当ω一定时,v 与r 成正比;当v 一定时,ω与r 成反比。

(2)对a =v 2r=ω2r =ωv 的理解在v 一定时,a 与r 成反比;在ω一定时,a 与r 成正比。

在分析传动装置中的各物理量时,要抓住不等量和想等量的关系,具体有: (1)同一转轴的轮上各点角速度ω相同,而线速度v=ωr 与半径r 成正比。

(2)当皮带(或链条、齿轮)不打滑时,传动皮带上各点以及用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等,而角速度ω=vr 与半径r 成反比。

(3)齿轮传动时,两轮的齿数与半径成正比,角速度与齿数成反比。

1、如图所示装置中,A、B、C三个轮的半径分别为r、2r、4r,b点到圆心的距离为r,求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比,周期之比,转速之比,频率之比。

答案:①2:1:2:4;②2:1:1:1;③4:1:2:4;④1:2:2:2;⑤2:1:1:1;⑥2:1:1:12、一个环绕中心线AB以一定的角速度转动,P、Q为环上两点,位置如图所示,下列说法正确的是(A)A.P、Q两点的角速度相等B.P、Q两点的线速度相等C.P、Q两点的角速度之比为3∶1D.P、Q两点的线速度之比为3∶13、自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A、R C=8R A,如图所示.正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比a A∶a B∶a C等于(C)A.1∶1∶8 B.4∶1∶4C.4∶1∶32 D.1∶2∶44、如图所示,传动轮A、B、C的半径之比为2︰1︰2,A、B两轮用皮带传动,皮带不打滑,B、C两轮同轴,a、b、c三点分别处于A、B、C三轮的边缘,d点在A轮半径的中点。

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究高中物理中,圆周运动是一个重要的章节,也是一个较为复杂的内容。

对于圆周运动的问题,我们可以分为两种不同的情况进行讨论:匀速圆周运动和加速圆周运动。

一、匀速圆周运动的问题解题方法匀速圆周运动是指在圆轨道上的物体匀速运动,其解题方法主要涉及以下几个方面:1.角度和弧长的关系在圆周运动中,我们通常用角度来描述物体在圆周上的位置。

角度的单位有弧度(rad)和度(deg)两种,它们之间的关系为:2π rad = 360°。

另外,还需要了解角度和弧长的关系式:S = rθ,其中S为弧长,r为半径,θ为对应的角度。

2.转速和周时的关系在匀速圆周运动中,我们还经常接触到转速和周时的概念。

转速是指单位时间内通过的角度,用n表示,单位为弧度每秒(rad/s)。

周时是指转一周所用的时间,用T表示,单位为秒(s)。

这两者之间的关系为:n = 2π/T。

3.线速度和角速度的关系在匀速圆周运动中,物体的线速度可以用线速度公式v = rω计算得到,其中v为线速度,r为半径,ω为角速度。

角速度表示单位时间内通过的角度,用ω表示,单位为弧度每秒(rad/s)。

线速度与角速度的关系式为:v = rω。

4.等速圆周运动的第一定律在匀速圆周运动中,物体的线速度大小保持不变,但方向不断改变。

根据等速圆周运动的第一定律,物体的线速度大小不变,但线速度方向不断改变的物体所受的合外力必定指向圆心。

5.圆周运动的力学问题在匀速圆周运动中,如果物体受到一个向心力,那么其大小和方向可以由离心力计算出来。

向心力和离心力之间的关系式为:F = mv2/r = mrω²,其中m为质量,v为线速度,r为半径,ω为角速度。

二、加速圆周运动的问题解题方法加速圆周运动是指在圆轨道上的物体具有加速度,其解题方法相对较复杂,主要涉及以下几个方面:1.角度和时间的关系在加速圆周运动中,物体的角度随时间的变化可以由角度-时间关系式计算得到,其中角度θ的变化与时间t的关系为:θ = ω0t + 1/2 αt²,其中θ为角度,ω0为初始角速度,α为角加速度,t为时间。

高中物理难点之三--圆周运动的实例分析

高中物理难点之三--圆周运动的实例分析

难点之三:圆周运动的实例分析一、难点形成的原因1、对向心力和向心加速度的定义把握不牢固,解题时不能灵活的应用。

2、圆周运动线速度与角速度的关系及速度的合成与分解的综合知识应用不熟练,只是了解大概,在解题过程中不能灵活应用;3、圆周运动有一些要求思维长度较长的题目,受力分析不按照一定的步骤,漏掉重力或其它力,因为一点小失误,导致全盘皆错。

4、圆周运动的周期性把握不准。

5、缺少生活经验,缺少仔细观察事物的经历,很多实例知道大概却不能理解本质,更不能把物理知识与生活实例很好的联系起来。

二、难点突破(1)匀速圆周运动与非匀速圆周运动a.圆周运动是变速运动,因为物体的运动方向(即速度方向)在不断变化。

圆周运动也不可能是匀变速运动,因为即使是匀速圆周运动,其加速度方向也是时刻变化的。

b.最常见的圆周运动有:①天体(包括人造天体)在万有引力作用下的运动;②核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动;③带电粒子在垂直匀强磁场的平面里在磁场力作用下的运动;④物体在各种外力(重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等)作用下的圆周运动。

c.匀速圆周运动只是速度方向改变,而速度大小不变。

做匀速圆周运动的物体,它所受的所有力的合力提供向心力,其方向一定指向圆心。

非匀速圆周运动的物体所受的合外力沿着半径指向圆心的分力,提供向心力,产生向心加速度;合外力沿切线方向的分力,产生切向加速度,其效果是改变速度的大小。

例1:如图3-1所示,两根轻绳同系一个质量m=0.1kg 的小球,两绳的另一端分别固定在轴上的A 、B 两处,上面绳AC 长L=2m ,当两绳都拉直时,与轴的夹角分别为30°和45°,求当小球随轴一起在水平面内做匀速圆周运动角速度为ω=4rad/s 时,上下两轻绳拉力各为多少? 【审题】两绳张紧时,小球受的力由0逐渐增大时,ω可能出现两个临界值。

【解析】如图3-1所示,当BC 刚好被拉直,但其拉力T 2恰为零,设此时角速度为ω1,AC 绳上拉力设为T 1,对小球有:mg T =︒30cos 1 ①30sin L ωm =30sin T AB 211②代入数据得: s rad /4.21=ω,要使BC 绳有拉力,应有ω>ω1,当AC 绳恰被拉直,但其拉力T 1恰为零,设此时角速度为ω2,BC 绳拉力为T 2,则有mg T =︒45cos 2 ③T 2sin45°=m 22ωL AC sin30°④代入数据得:ω2=3.16rad/s 。

答题思路:高中物理圆周运动问题的解析

答题思路:高中物理圆周运动问题的解析

答题思路:高中物理圆周运动问题的解析圆周运动是高中物体中一种常见的运动。

下面就谈一下处理圆周运动的方法及应注意的问题。

一、明确研究对象在处理圆周运动问题时,如果涉及到两个或两个以上的物体时,首先得明确研究对象,这是研究问题的关键。

二、确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置,以便确定向心力的方向。

例如,沿半球形碗的光滑内表面,一小球在水平面上做匀速圆周运动,如图1所示,小球做圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的点,而不在球心O。

图1注意:圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道在同一平面内。

三、对物体进行受力分析,找出向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的,不是一种新的性质的力。

向心力可以由某一个力充当,也可以由某个力的分力或几个力的合力充当。

对物体进行受力分析后,找出沿着轨道半径,指向圆心方向的合力。

这个合力就是向心力。

四、根据牛顿第二定律列方程将牛顿第二定律用于圆周运动,即得:,式中F与a,存在瞬时对应关系。

F为向心力,则a为向心加速度。

下面通过几个例子来看一下,圆周运动问题的处理方法。

例1. 如图2所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则()图2A. 球A的线速度必定大于球B的线速度B. 球A的角速度必定小于球B的角速度C. 球A的运动周期必定小于球B的运动周期D. 球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力解析:对A、B球进行受力分析可知,A、B两球受力一样,它们均受重力mg和支持力N,则重力和支持力的合力提供向心力,受力图如图3所示。

则可知筒壁对小球的弹力,而重力和弹力的合力,由牛顿第二定律可得:图3则可得:由于A球运动的半径大于B球运动的半径,由可知球A的角速度必定小于球B的角速度;由可知球A的线速度必定大于球B的线速度;由可知球A的运动周期必定大于球B的运动周期;由可知球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力。

高考物理生活中的圆周运动(一)解题方法和技巧及练习题及解析

高考物理生活中的圆周运动(一)解题方法和技巧及练习题及解析

高考物理生活中的圆周运动(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上放着A 、B 两个物块,转盘中心O 处固定一力传感器,它们之间用细线连接.已知1kg A B m m ==两组线长均为0.25m L =.细线能承受的最大拉力均为8m F N =.A 与转盘间的动摩擦因数为10.5μ=,B 与转盘间的动摩擦因数为20.1μ=,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两物块和力传感器均视为质点,转盘静止时细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度勾速转动时,传感器上就会显示相应的读数F ,g 取210m/s .求:(1)当AB 间细线的拉力为零时,物块B 能随转盘做匀速转动的最大角速度; (2)随着转盘角速度增加,OA 间细线刚好产生张力时转盘的角速度;(3)试通过计算写出传感器读数F 随转盘角速度ω变化的函数关系式,并在图乙的坐标系中作出2F ω-图象.【答案】(1)12/rad s ω= (2)222/rad s ω= (3)2252/m rad s ω=【解析】对于B ,由B 与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力,由向心力公式有:2212B B m g m L μω=代入数据计算得出:12/rad s ω=(2)随着转盘角速度增加,OA 间细线中刚好产生张力时,设AB 间细线产生的张力为T ,有:212A A m g T m L μω-=2222B B T m g m L μω+=代入数据计算得出:222/rad s ω= (3)①当2228/rad s ω≤时,0F =②当2228/rad s ω≥,且AB 细线未拉断时,有:21A A F m g T m L μω+-= 222B B T m g m L μω+=8T N ≤所以:2364F ω=-;222228/18/rad s rad s ω≤≤ ③当218ω>时,细线AB 断了,此时A 受到的静摩擦力提供A 所需的向心力,则有:21A A m g m w L μ≥所以:2222218/20/rad s rad s ω<≤时,0F =当22220/rad s ω>时,有21A A F m g m L μω+=8F N ≤所以:2154F ω=-;2222220/52/rad s rad s ω<≤ 若8m F F N ==时,角速度为:22252/m rad s ω=做出2F ω-的图象如图所示;点睛:此题是水平转盘的圆周运动问题,解决本题的关键正确地确定研究对象,搞清向心力的来源,结合临界条件,通过牛顿第二定律进行求解.2.水平面上有一竖直放置长H =1.3m 的杆PO ,一长L =0.9m 的轻细绳两端系在杆上P 、Q 两点,PQ 间距离为d =0.3m ,一质量为m =1.0kg 的小环套在绳上。

高中物理:匀速圆周运动问题知识点总结及解题技巧

高中物理:匀速圆周运动问题知识点总结及解题技巧

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。

物理高中圆周问题总结归纳

物理高中圆周问题总结归纳

物理高中圆周问题总结归纳在高中物理学习中,圆周问题是一个重要的概念和应用领域。

圆周问题涵盖了圆的性质、圆周运动以及圆周上的力学问题。

通过对圆周问题的总结归纳,我们可以更好地理解和应用圆周相关的知识。

本文将对物理高中圆周问题进行总结和归纳。

一、圆的性质1. 圆的定义:圆是由平面上所有距离中心点相等的点组成的集合。

2. 圆的元素:圆心、半径、直径、弧、弦、切线等。

3. 圆的重要性质:- 半径和直径的关系:直径是半径的两倍。

- 弧和角度的关系:圆心角为360°,弧度角为2π。

- 弧长和圆心角的关系:弧长等于圆心角度数除以360°再乘以圆周长。

- 弦长和半径的关系:弦长等于2倍半径乘以正弦一半的圆心角。

- 切线和半径的关系:半径与切线垂直,切线切割弦产生相等的弧。

二、圆周运动1. 圆周运动的定义与特点:圆周运动是物体围绕一个固定中心点做匀速运动,轨迹为圆。

2. 角速度和角频率的概念及计算:- 角速度:物体单位时间内转过的角度,单位为弧度/秒。

- 角频率:物体单位时间内转过的圈数,单位为转/秒。

- 角速度与角频率的关系:角速度等于角频率乘以2π。

3. 圆周运动的基本物理量:- 周期T:物体绕圆一周所需时间,单位为秒。

- 频率f:单位时间内绕圆的圈数,单位为赫兹。

- 角速度ω:物体单位时间内转过的角度,单位为弧度/秒。

- 线速度v:物体单位时间内所走过的弧长,单位为米/秒。

- 关系公式:v = rω,T = 1/f。

三、圆周上的力学问题1. 圆周运动的受力分析:- 向心力:指向圆心的力,保持物体做圆周运动。

- 重力和支持力:垂直于运动方向,对圆周运动无影响。

- 摩擦力:与运动方向相反,影响物体做圆周运动。

2. 向心力的计算:- 向心力的大小:F_c = mω²r,其中F_c为向心力,m为物体质量,ω为角速度,r为半径。

- 向心力的方向:向圆心的方向。

3. 圆周运动的动力学关系- 牛顿第二定律在圆周运动中的应用:F_c = mω²r。

高中物理圆周运动问题的解答思路与技巧学法指导

高中物理圆周运动问题的解答思路与技巧学法指导

高中物理圆周运动问题的解答思路与技巧夏造乾做匀速圆周运动的物体,所需向心力就是该物体受的合外力;而做变速圆周运动的物体,所需向心力则是该物体受的合外力在指向圆心方向的分力。

因此,解答圆周运动的基本思路是:先分析物体的受力情况,然后把物体受的各外力沿指向圆心(即沿半径)方向与沿切线方向正交分解,最后用沿指向圆心的合外力等于向心力,即R m Rv m F 22ω==列方程求解做答。

技巧1. 要注意分析“临界状态”时的受力情况例1. 如下图所示,要使小球沿半径为R 、竖直放置的光滑圆形轨道的内部,从最低点A 上升达到最高点B ,需给小球的最小速度为多大?[解析]以小球为研究对象,小球恰能过最高点B 的瞬间,即将要离开轨道但还未离开的瞬间,小球与轨道间无弹力作用,小球只在重力作用下做圆周运动,由Rv m F 2=,得 R /mv mg 2B =故得小球在最高点B 的临界速度Rg v B =再由机械能守恒定律,得2A 2B mv 21R 2mg mv 21=⋅+ 解得所求最小速度Rg 5v A =。

技巧2. 要注意分析不同运动状态的受力情况例2. 如下图所示,两绳系一质量为m=0.1kg 的小球,上面绳长L=2m ,两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°,问球的角速度在什么范围内,两绳始终张紧;当角速度为3rad/s 时,上、下两绳拉力分别为多大?[解析]①当角速度ω很小时,AC 和BC 与轴的夹角都很小,BC 并不张紧。

当ω逐渐增大,BC 刚被拉直(这是一个临界状态),但BC 绳中的张力仍然为零,设这时的角速度为1ω,则有mg 30cos T AC =︒︒=︒30sin L m 30sin T 21A C ω将已知条件代入上式解得s /rad 4.21=ω②当角速度ω继续增大时AC T 减小,BC T 增大。

设角速度达到2ω时,0T AC =(这又是一个临界状态),则有mg 45cos T BC =︒︒=︒30sin L m 45sin T 22BC ω将已知条件代入上式解得s /rad 16.32=ω所以当ω满足s /rad 16.3s /rad 4.2≤≤ω时,AC 、BC 两绳始终张紧。

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究高中物理中的圆周运动问题是指一个物体在固定半径的圆上做匀速运动的问题。

这类问题一般涉及到圆周运动的周期、频率、角速度、线速度等概念,解题方法主要包括直接计算、利用关系式计算和运用物理公式计算。

一、直接计算法:直接计算法是指根据已知条件直接计算出所求结果的方法。

其步骤一般如下:1. 根据题目所给条件,确定所求结果是周期、频率、角速度还是线速度等。

2. 如果已知角速度,可以直接根据角速度的定义计算得出所求结果。

3. 如果已知周期或频率,可以根据周期和频率之间的关系计算出所求结果。

4. 如果已知线速度,可以利用线速度与角速度之间的关系计算出所求结果。

5. 如果已知加速度或力的大小,可以利用离心力公式或牛顿第二定律求解。

二、利用关系式计算法:利用关系式计算法是指根据已知条件和物理定律的关系式计算出所求结果的方法。

其步骤一般如下:1. 根据题目所给条件,确定所求结果是周期、频率、角速度还是线速度等。

2. 根据圆周运动的基本关系式(如v=rω、ω=2πf等),将已知条件和所求结果代入关系式,解方程求解。

在解决圆周运动问题时,需要注意以下几点:1. 确定题目所给的物理量和所求物理量的意义,对于角速度和线速度要有清晰的概念。

2. 注意角度的单位,一般会给出用度、弧度、周等不同的单位,需根据需要进行换算。

3. 注意角速度与线速度之间的关系,记住公式v=rω和ω=v/r的关系。

4. 对于周期和频率的计算,要注意它们之间的换算关系,T=1/f,f=1/T。

5. 在使用物理公式时,要注意单位的一致性,遵循国际单位制。

解决高中物理圆周运动问题需要根据已知条件和所求结果的性质选择合适的解题方法,同时注意单位的一致性和换算关系的运用。

在解题过程中,要善于利用物理公式和关系式进行计算,加强数学思维和物理思维的结合,才能高效地解决问题。

高中物理 科学思维系列——圆周运动中的连接体问题、临界问题 新人教版必修第二册-新人教版高一第二册物

高中物理 科学思维系列——圆周运动中的连接体问题、临界问题 新人教版必修第二册-新人教版高一第二册物

科学思维系列——圆周运动中的连接体问题、临界问题一、圆周运动中的连接体问题圆周运动中的连接体问题,是指两个或两个以上的物体通过一定的约束绕同一转轴做圆周运动的问题.这类问题的一般求解思路是:分别隔离物体,准确分析受力,正确画出受力图,确定轨道半径,注意约束关系(在连接体的圆周运动问题中,角速度一样是一种常见的约束关系).【典例1】在一个水平转台上放有质量相等的A、B两个物体,用一轻杆相连,AB连线沿半径方向.A与平台间有摩擦,B与平台间的摩擦可忽略不计,A、B到平台转轴的距离分别为L、2L.某时刻一起随平台以ω的角速度绕OO′轴做匀速圆周运动.A与平台间的摩擦力大小为F f A,杆的弹力大小为F.现把转动角速度提高至2ω.A、B仍各自在原位置随平台一起绕OO′轴匀速圆周运动,如此下面说法正确的答案是( )A.F f A、F均增加为原来的4倍B.F f A、F均增加为原来的2倍C.F f A大于原来的4倍,F等于原来的2倍D.F f A、F增加后,均小于原来的4倍【解析】根据牛顿第二定律,对A:F f A-F=mω2r A①,对B:F=mω2r B②.当ω增大到2ω时,由②式知,F增加到原来的4倍;由①式知:F f A=F+mω2r A,F f A增加为原来的4倍.应当选A.【答案】 A变式训练1 如下列图,在光滑杆上穿着两个小球m1、m2,且m1=2m2,用细线把两球连起来,当杆匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,此时两小球到转轴的距离r1与r 2之比为( )A.1:1 B.1: 2C.2:1 D.1:2解析:两个小球绕共同的圆心做圆周运动,它们之间的拉力互为向心力,角速度一样.设两球所需的向心力大小为F n,角速度为ω,如此对球m1:F n=m1ω2r1,对球m2:F n=m2ω2r2,由上述两式得r1r2=1:2.答案:D变式训练2 甲、乙两名溜冰运动员,m甲=80 kg,m乙=40 kg,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演,如下列图.两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为9.2 N,如下判断中正确的答案是( )A.两人的线速度一样,约为40 m/sB.两人的角速度一样,为5 rad/sC.两人的运动半径一样,都是0.45 mD.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m解析:C错:两个人做圆周运动,向心力的大小相等,质量不同,角速度一样,所以他们的运动半径不同.D对:设甲的半径为R1,如此乙的半径为0.9 m-R1,故m甲ω2R1=m乙ω2 (0.9 m-R1),解得R1=0.3 m.B错:再根据9.2 N=m甲ω2R1可知,角速度ω≈0.62 rad/s. A错:两个人的角速度一样,半径不同,故他们的线速度不一样.答案:D二、圆周运动中临界问题的解题策略关于圆周运动的临界问题,要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源,考虑达到临界条件时物体所处的状态,即临界速度、临界角速度,然后分析该状态下物体的受力特点,结合圆周运动知识列方程求解.(1)与绳的弹力有关的临界问题:此问题要分析出绳子恰好无弹力(或恰好断裂)这一临界状态下的角速度(或线速度)等.(2)与支持面弹力有关的临界问题:此问题要分析出恰好无支持力这一临界状态下的角速度(或线速度)等.(3)因静摩擦力而产生的临界问题:此问题要分析出静摩擦力达到最大这一临界状态下的角速度(或线速度)等.【典例2】 如下列图,在光滑水平面上相距20 cm 处有两个钉子A 和B ,长1.2 m 的细绳一端系着质量为0.5 kg 的小球,另一端固定在钉子A 上.开始时,小球和钉子A 、B 在同一直线上,小球始终以2 m/s 的速率在水平面内做匀速圆周运动.假设细绳能承受的最大拉力是5 N ,如此从开始到细绳断开所经历的时间是( )A .1.2π s B.1.4π s C .1.8π s D.2π s【解析】 小球每转过180°,转动半径就减小x =0.20 m ,所需向心力F =mv 2L -nx(n =0,1,2,…),由F ≤5 N,可得n ≤4,即小球转动半径缩短了4次,细绳第5次碰到钉子瞬间后,细绳断开.从开始到细绳断开,每转半周小球转动半径分别为L 、L -x 、L -2x 、L -3x 、L -4x ,如此运动时间t =π5L -10xv.【答案】 D变式训练3 如下列图,两绳系一质量为0.1 kg 的小球,两绳的另一端分别固定于轴的A 、B 两处,上面绳长2 m ,两绳拉直时与轴的夹角分别为30°和45°,问球的角速度在什么范围内两绳始终都有张力?(g 取10 m/s 2)解析:当上绳绷紧,下绳恰好伸直但无张力时,小球受力如图甲所示.由牛顿第二定律得:mg tan 30°=mω21r ,又有r =L sin 30°,解得ω1=1033rad/s;当下绳绷紧,上绳恰好伸直无张力时,小球受力如图乙所示.由牛顿第二定律得:mg tan 45°=mω22r,解得ω2=10 rad/s,故当1033rad/s<ω<10 rad/s时,两绳始终都有张力.答案:1033rad/s<ω<10 rad/s。

高中物理圆周运动公式及解题思路技巧

高中物理圆周运动公式及解题思路技巧

高中物理圆周运动公式及解题思路技巧
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动,即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。

它是一种最常见的曲线运动。

例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。

圆周运动公式有哪些
圆周运动解题思路
生活中的圆周运动分为两类:水平面的匀速圆周,和竖直面内的变速圆周。

对于匀速圆周,合外力完全提供向心力,方法很固定:
1、找出圆心和半径(由于合外力指向圆心,就可以确定出合力方向)
2、受力分析
3、以合外力方向为X轴,垂直合外力方向为Y轴,建立直角坐标系,分解求合力
4、X方向:合外力等于向心力(mv2/r也可以列角速度或者周期公式)Y方向:合力分力=0
5、解方程。

竖直面内的圆周运动,由于重力的影响,合外力不能指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力。

运动过程较麻烦,一般只分析最低点和最高点。

在最低点和最高点,合外力竖直方向上的分力提供向心力,由此列牛顿第二定律的公式就行了。

高考中还会用动能定理或机械能守恒求解最高点速度。

感谢您的阅读,祝您生活愉快。

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究圆周运动是高中物理中的一个重要概念,也是一类比较典型的力学问题。

圆周运动中,物体绕着某个点做圆周运动,常常伴随着角速度、线速度、角加速度、力矩等概念。

解决圆周运动的问题,需要掌握一定的知识点、方法和技巧。

本文就高中物理圆周运动问题的解题方法进行研究和总结,希望对广大学生有所帮助。

一、圆周运动的概念和基本物理量圆周运动指的是一个物体或质点,在平面上绕某一固定点做匀速或变速的圆周运动。

圆周运动中,有以下几个基本物理量:1. 角速度:表示单位时间内角度的变化率,用符号ω表示,单位为弧度每秒(rad/s),通常用大小表示,正负表示方向。

2. 线速度:表示单位时间内物体沿圆周的位移长度,用符号v表示,单位为米每秒(m/s)。

3. 圆周位移:表示质点在圆周上的位移,用符号Δs表示,单位为米(m)。

4. 圆周周期:表示物体绕圆周一周所需要的时间,用符号T表示,单位为秒(s)。

5. 圆周频率:表示物体绕圆周的运动次数,用符号f表示,单位为赫兹(Hz)。

6. 角加速度:表示单位时间内角速度的变化率,用符号α表示,单位为弧度每秒平方(rad/s²)。

7. 线加速度:表示单位时间内线速度的变化率,用符号a表示,单位为米每秒平方(m/s²)。

8. 力矩:表示参与物体圆周运动的力对其角动量的影响,用符号τ表示,单位为牛·米(N·m)。

二、圆周运动的基本公式及推导在圆周运动中,有一些基本的公式和关系可供使用,这里将介绍常用的公式和推导过程:1. 角速度ω = 2π/T,其中T为圆周周期。

推导过程:一周的弧长为2πR,而一个周期T等于该周沿弧长上的移动距离,即T = 2πR/v,代入线速度公式v = ωR,得到ω= 2π/T。

2. 线速度 v = ωR,其中R为圆周半径。

推导过程:圆周运动中,物体做圆周运动的轨迹是一个圆,其周长为2πR,而周期T等于其中一周的时间,因此线速度v等于物体在圆周上行走的路程除以时间,即v = 2πR/T = 2πR/(2π/ω) = ωR。

高中物理第二章匀速圆周运动第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2匀速圆周运动的解题技巧学案教科版

高中物理第二章匀速圆周运动第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2匀速圆周运动的解题技巧学案教科版

高中物理第二章匀速圆周运动第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2 匀速圆周运动的解题技巧学案教科版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第二章匀速圆周运动第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度2 匀速圆周运动的解题技巧学案教科版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

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匀速圆周运动的解题技巧一、考点突破:考点课程目标备注匀速圆周运动的解题技巧1.掌握圆周运动的解题方法;2.会根据供需关系分析离心现象高考重点,每年必考,是高中阶段非常重要的一种非匀变速曲线运动,考查形式主要有选择题、计算题,考查的知识点有:受力分析、牛顿第二定律、力和运动的关系、能量等。

二、重难点提示:重点:圆周运动的解题方法。

难点:根据供需关系分析离心现象。

一、解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意,确定研究对象;明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环;(2)分析物体的运动情况,即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等;(3)分析物体的受力情况,画出受力示意图,确定向心力的来源;(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程。

二、根据供需关系分析圆周中的弹力和摩擦力的变化1。

供需概念:物体在半径方向所受合外力为提供,即:F供物体做圆周运动所需要的向心力为需要,即:F需=F向=mrv22. 弹力和静摩擦力是被动力受其他力运动状态的影响,在这两种力参与的圆周运动的分析方法:令物体转动的角速度从零开始逐渐增大,在角速度增大的过程中分析F需怎样变化,为能使物体做圆周运动,F供怎样变化,其中哪些力变化?怎样变化?(大小、方向)例题1如图所示,细绳一端系着质量为M=0。

(物理)物理生活中的圆周运动试题类型及其解题技巧及解析

(物理)物理生活中的圆周运动试题类型及其解题技巧及解析

(物理)物理生活中的圆周运动试题类型及其解题技巧及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,一轨道由半径2R m =的四分之一竖直圆弧轨道AB 和水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成.现有一质量为1m Kg =的小球从A 点正上方2R处的O '点由静止释放,小球经过圆弧上的B 点时,轨道对小球的支持力大小18N F N =,最后从C 点水平飞离轨道,落到水平地面上的P 点.已知B 点与地面间的高度 3.2h m =,小球与BC 段轨道间的动摩擦因数0.2μ=,小球运动过程中可视为质点. (不计空气阻力, g 取10 m/s 2). 求:(1)小球运动至B 点时的速度大小B v(2)小球在圆弧轨道AB 上运动过程中克服摩擦力所做的功f W (3)水平轨道BC 的长度L 多大时,小球落点P 与B 点的水平距最大.【答案】(1)4?/B v m s = (2)22?f W J = (3) 3.36L m = 【解析】试题分析:(1)小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力,由此即可求出B 点的速度;(2)根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功;(3)结合平抛运动的公式,即可求出为使小球落点P 与B 点的水平距离最大时BC 段的长度.(1)小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力,则有:2BN v F mg m R-=解得:4/B v m s =(2)从O '到B 的过程中重力和阻力做功,由动能定理可得:21022f B R mg R W mv ⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭解得:22f W J =(3)由B 到C 的过程中,由动能定理得:221122BC C B mgL mv mv μ-=- 解得:222B C BCv v L gμ-= 从C 点到落地的时间:020.8ht s g==B到P的水平距离:220 2BCCv vL v tgμ-=+代入数据,联立并整理可得:214445C CL v v=-+由数学知识可知,当 1.6/Cv m s=时,P到B的水平距离最大,为:L=3.36m【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动,解题的关键就是对每一个过程进行受力分析,根据运动性质确定运动的方程,再根据几何关系求出最大值.2.如图所示,一质量M=4kg的小车静置于光滑水平地面上,左侧用固定在地面上的销钉挡住。

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究

高中物理圆周运动问题解题方法研究【摘要】本文探讨了高中物理中关于圆周运动问题的解题方法,包括速度与加速度分析、力学定律应用、能量守恒定律、动量守恒定律等。

通过对圆周运动基本概念的理解和这些解题方法的应用,可以解决各种复杂的圆周运动问题。

本文总结了这些解题方法的优缺点,指出在实际解题中应该如何灵活运用这些方法。

未来研究可以在更深入地探讨解题方法的适用范围和优化方法上继续努力。

本文的研究对于提高学生对圆周运动问题的理解和解决能力具有重要意义,有助于提升物理学习的效果和学生的学习兴趣。

【关键词】高中物理、圆周运动、解题方法、速度、加速度、力学定律、能量守恒、动量守恒、总结、展望1. 引言1.1 研究背景高中物理是学生必修的科目之一,其中圆周运动是物理中一个重要的概念。

在学习圆周运动时,学生常常会遇到一些复杂的问题,需要运用不同的解题方法进行分析和求解。

研究圆周运动问题的解题方法对提高学生的物理学习效果具有重要意义。

目前,关于圆周运动问题解题方法的研究还比较有限,大多数教学材料和教学方法侧重于理论知识的讲解,对于实际问题的解题方法讲解较少。

有必要对圆周运动问题的解题方法进行深入研究,以便为学生在解题过程中提供更多的指导和帮助。

通过对圆周运动问题解题方法的研究,可以帮助学生更好地理解圆周运动的基本概念,提高他们在解题过程中的思维能力和技巧。

也有助于学生更好地应用所学的物理知识解决实际问题,培养其科学研究和分析问题的能力。

本研究将围绕圆周运动问题解题方法展开,为学生的物理学习提供更有效的帮助和支持。

1.2 研究目的研究目的是为了进一步探讨高中物理中关于圆周运动问题的解题方法,帮助学生更加深入地理解这一概念。

通过分析速度与加速度、力学定律、能量守恒定律以及动量守恒定律等不同的解题方法,我们可以更全面地掌握圆周运动问题的解题技巧,提高解题效率。

研究圆周运动问题的解题方法也有助于培养学生的物理思维能力和解决问题的能力,从而提升他们的学习成绩和科学素养。

高中物理题目解答的举一反三

高中物理题目解答的举一反三

高中物理题目解答的举一反三在高中物理学习中,解题是一个重要的环节。

通过解题,我们不仅可以巩固所学的知识,还可以提高解决问题的能力。

本文将以几个具体的物理题目为例,通过分析和说明,展示解题的技巧,并举一反三,帮助高中学生更好地应对物理学习中的挑战。

题目一:一个质点做匀速圆周运动,它的加速度大小为多少?解答:质点做匀速圆周运动时,速度大小保持不变,但方向不断改变。

根据牛顿第二定律,质点的加速度大小等于向心力的大小除以质量。

向心力的大小等于质点所受的拉力,即F = mv²/r,其中m为质量,v为速度,r为半径。

因此,加速度大小为a = v²/r。

举一反三:通过这个题目,我们可以推广到其他匀速圆周运动的问题。

例如,如果题目给出质点的质量和速度,我们可以通过求解向心力的大小,进而求得加速度的大小。

这个思路同样适用于其他类似的问题,如质点所受的摩擦力、弹簧力等。

题目二:一个弹簧振子的周期与质量有关吗?为什么?解答:弹簧振子的周期与质量无关。

弹簧振子的周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关。

根据胡克定律,弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量成正比。

而振子的周期T与弹簧的劲度系数k和振子的质量m有关,T = 2π√(m/k)。

因此,弹簧振子的周期与质量无关。

举一反三:通过这个题目,我们可以引申到其他与振动有关的问题。

例如,如果题目给出弹簧振子的质量和振动的频率,我们可以通过求解弹簧的劲度系数,进而求得弹簧的伸长量。

这个思路同样适用于其他类似的问题,如弹簧振子的振幅、振动的能量等。

题目三:一个物体从高处自由落下,如果考虑空气阻力,它的速度是否会达到极限值?解答:考虑空气阻力的情况下,物体在下落过程中速度会逐渐增加,但不会达到极限值。

当物体下落速度达到一定值时,空气阻力与重力相等,物体将达到一个稳定的速度,称为极限速度。

根据牛顿第二定律,考虑空气阻力的情况下,物体的加速度等于重力减去空气阻力的大小,即a = g - F/m,其中g为重力加速度,F为空气阻力,m为物体的质量。

高中物理第六章圆周运动解题技巧总结(带答案)

高中物理第六章圆周运动解题技巧总结(带答案)

高中物理第六章圆周运动解题技巧总结单选题1、如图所示,赛车在跑道上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,这是由于赛车行驶到弯道时()A.运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C.运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道答案:C赛车在水平路面上转弯时,它需要的向心力是由赛车与地面间的摩擦力提供的,有F=m v2 r在弯道半径不变时,速度越大,向心力越大,摩擦力不足以提供向心力时,赛车将冲出跑道。

同理在速度大小不变时,弯道半径越大,所需向心力越小,越不容易冲出跑道。

故ABD错误;C正确。

故选C。

2、如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道放在竖直平面内,AB连线为竖直直径,一小球以某一速度冲上轨道,运动到最高点B时对轨道的压力等于重力的2倍。

则小球落地点C到轨道入口A点的距离为()A.2√3R B.3R C.√6R D.2R答案:A在最高点时,根据牛顿第二定律3mg=m v2 R通过B点后做平抛运动2R=12gt2x=vt解得水平位移x=2√3R故选A。

3、下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是一种变速运动B.做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期、频率、转速均不变C.静止在地球上的物体随地球一起转动的线速度大小都是相同的D.做圆周运动的物体的加速度一定不为零且速度大小一定变化答案:AA.匀速圆周运动的速度方向不断变化,则是一种变速运动,A正确;B.做匀速圆周运动物体的角速度、周期、频率、转速均不变,但是线速度方向不断变化,即线速度不断变化,B错误;C.静止在地球上的物体随地球一起转动的角速度相同,但是不同纬度的转动半径不同,则线速度大小不都是相同的,C错误;D.做圆周运动的物体的加速度一定不为零,但速度大小不一定变化,例如匀速圆周运动,D错误。

故选A。

4、如图所示,一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。

高中物理圆周运动问题解题方法研究(1)

高中物理圆周运动问题解题方法研究(1)

高中物理圆周运动问题解题方法研究一、前言圆周运动是物理学中的一个重要概念,其在生活中的应用非常广泛,例如轮胎滚动、地球公转、简单的机械转动等。

因此,在高中物理中,学生必须要掌握圆周运动的基本原理和求解方法。

在本文中,我们将对圆周运动问题的解题方法进行研究和总结。

二、圆周运动的基本概念圆周运动是指质点在圆周上做匀速运动的过程。

将圆周划分为等长的弧段,质点从一个弧段移动到另一个弧段所需的时间相等,即弧长上的速度恒定。

圆周运动的基本量有:1.角度:表示圆周上的弧所对的圆心角的大小,单位为弧度(rad)或角度(°)。

2.弧长:表示圆周上弧所包含的长度,单位为米(m)。

3.周期:表示质点在圆周上做一个完整的运动所需的时间,单位为秒(s)。

4.频率:表示在单位时间内经过圆周上的完整循环次数,单位为赫兹(Hz)。

5.角速度:表示质点在圆周上运动的角度变化率,单位为弧度/秒(rad/s)。

6.线速度:表示质点在圆周上运动的速度,单位为米/秒(m/s)。

三、圆周运动问题的解题方法1.圆周运动的基本公式在圆周运动中,可以用以下公式计算各种物理量:弧长公式:L=θr线速度公式:v=L/T=wr角速度公式:ω=θ/T周期公式:T=2πr/v=2π/ω频率公式:f=1/T=ω/2π2.圆周运动中的向心加速度在圆周运动中,质点受到向心力的作用,而向心力产生向心加速度,公式为a=v²/r。

根据牛顿运动定律,可以得出:F=ma=m(v²/r)向心力的大小等于质点所受的向心加速度的大小与质点质量m的乘积。

向心力的方向指向圆心,沿圆周径向。

3.圆周运动问题的求解方法解题的关键是要明确问题所给定的条件,将其用公式代入计算。

以下是圆周运动问题的一些常见类型和解题方法:(1)已知半径和弧长,求角度根据弧长公式L=θr,可得:θ=L/r(2)已知半径和周期,求线速度和角速度根据周期公式T=2πr/v,可得:v=2πr/T再根据线速度公式v=wr,可得:ω=v/r=2π/T(3)已知线速度和半径,求向心加速度根据向心加速度公式a=v²/r,可得:a=v²/r(4)已知角速度和半径,求向心加速度和周期根据向心加速度公式a=v²/r,可得:a=rω²再根据周期公式T=2πr/v,可得:T=2πr/v=2πr/(rω)=2π/ω(5)已知质点的质量、半径和角速度,求向心力根据牛顿第二定律F=ma,可得:F=mrω²四、总结本文主要介绍了圆周运动的基本概念和解题方法。

高中物理第六章圆周运动解题方法技巧(带答案)

高中物理第六章圆周运动解题方法技巧(带答案)

高中物理第六章圆周运动解题方法技巧单选题1、下列物理量属于矢量的是()A.周期B.转速C.频率D.线速度答案:DA.周期是只有大小,没有方向的标量,A错误;B.转速是只有大小,没有方向的标量,B错误;C.频率是只有大小,没有方向的标量,C错误;D.线速度是有大小,又有方向的矢量,D正确。

故选D。

2、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l。

当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.a绳的张力可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大,b绳将出现弹力C.当角速度ω>√gcotθlD.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化答案:CA.由于小球m的重力不为零,a绳的张力不可能为零,b绳的张力可能为零,故A错误;B.由于a绳的张力在竖直方向的分力等于重力,角θ不变,所以a绳张力不变,b绳的张力随角速度的增大而增大,故B错误;C .若b 绳中的张力为零,设a 绳中的张力为F ,对小球mF sin θ=mg ,F cos θ=m ω2l解得ω=√gcotθl即当角速度ω>√gcotθlb 绳将出现弹力,故C 正确;D .若ω=√gcotθl,b 绳突然被剪断时,a 绳的弹力不发生变化,故D 错误。

故选C 。

3、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 =GB .F >GC .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 。

4、如图所示,轻杆一端与一质量为m 的小球相连,另一端连在光滑固定轴上,轻杆可在竖直平面内自由转动。

现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g 。

下列说法正确的是( )A.小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0B.当轻杆运动到水平位置时,轻杆对小球的拉力大小不可能等于mgC.小球运动到最低点时,对轻杆的拉力可能等于4mgD.小球运动到最低点时,对轻杆的拉力一定不小于6mg答案:BA.小球在轻杆的作用下做圆周运动,在最高点时,若只有重力提供向心力,则小球对轻杆的作用力为0,故A错误;B.假设当轻杆运动到水平位置时,轻杆对小球的拉力等于重力,则有mg=m v2 r此时小球的动能为1 2mv2=12mgr由机械能守恒定律可知,小球不可能运动到最高点,不能完成完整的圆周运动,假设不成立,B正确;CD.若小球恰能完成完整的圆周运动,则在最高点时,小球的速度为0,在最低点时,由机械能守恒得小球的动能为E k=2mgr由F−mg=m v2r=4mg得F=5mg由牛顿第三定律,可知小球对轻杆的作用力最小为5mg,故CD错误。

高中物理必修二第六章圆周运动解题方法技巧(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动解题方法技巧(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动解题方法技巧单选题1、下列现象或措施中,与离心运动有关的是()A.汽车行驶过程中,乘客要系好安全带B.厢式电梯张贴超载标识C.火车拐弯处设置限速标志D.喝酒莫开车,开车不喝酒答案:CA.汽车行驶过程中,乘客要系好安全带是为了防止车辆急停急转身体脱离座椅而发生伤害,A不符合题意;B.厢式电梯张贴超载标识是为了防止超载引起电梯不能正常运行而发生以外,B不符合题意;C.火车拐弯处设置限速标志,是防止火车转弯时速度过大出现离心现象而出现脱轨,C符合题意;D.酒后人的反应变慢,开车容易导致交通事故,D不符合题意;故选C。

2、如图所示,在竖直杆上的A点系一不可伸长的轻质细绳,绳子的长度为l,绳的另一端连接一质量为m的小球,小球可看作质点,现让小球以不同的角速度ω绕竖直轴做匀速圆周运动,小球离A点的竖直高度为ℎ,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.小球离A点的竖直高度ℎ与小球运动的角速度ω成正比B.小球离A点的竖直高度ℎ与小球运动的角速度ω成反比C.绳子的拉力与小球运动的角速度ω成正比D.绳子的拉力与小球运动的角速度ω的平方成正比答案:DAB.小球受力如图所示根据牛顿第二定律mg tanθ=mω2l sinθ解得ω=√gl cosθ=√gℎ得到ℎ=g ω2即ℎ与角速度的平方成反比,故AB错误;CD.绳子的拉力为T=mω2l sinθsinθ=mω2l即绳子的拉力与小球运动的角速度ω的平方成正比,故D正确, C错误。

故选D。

3、转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。

转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()A.笔杆上的点离O点越远,角速度越大B.笔杆上的点离O点越近,做圆周运动的向心加速度越大C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的D.若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速转动被甩走答案:DA.笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度是相等的,故A错误;B.由向心加速度公式a=ω2R,笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,故B错误;C.笔杆上的点并不都与手接触,有的点是由重力和笔的弹力提供向心力,故 C错误;D.当转速过大时,当提供的向心力小于需要向心力,出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走,故D正确。

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