圆周运动经典题型归纳
圆周运动题型总汇 超全
圆周运动练习题1.下列关于圆周运动的说法正确的是A.做匀速圆周运动的物体,所受的合外力一定指向圆心B.做匀速圆周运动的物体,其加速度可能不指向圆心C.作圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心D.作圆周运动的物体,所受合外力一定与其速度方向垂直2.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是A.匀速圆周运动就是匀速运动B.匀速圆周运动是匀加速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.匀速圆周运动的物体处于平衡状态3.下列关于离心现象的说法正确的是A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动4.下列关于向心力的说法中,正确的是A.做匀速圆周运动的质点会产生一个向心力B.做匀速圆周运动的质点所受各力中包括一个向心力C.做匀速圆周运动的质点所受各力的合力是向心力D.做匀速圆周运动的质点所受的向心力大小是恒定不变的5.关于物体做圆周运动的说法正确的是A.匀速圆周运动是匀速运动B.物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动C.向心加速度越大,物体的角速度变化越快D.匀速圆周运动中向心加速度是一恒量6.关于向心力的说法正确的是A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B.做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力C.做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的D.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力7.下列说法正确的是A.因为物体做圆周运动,所以才产生向心力B.因为物体有向心力存在,所以才迫使物体不断改变运动速度方向而做圆周运动C.因为向心力的方向与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功D.向心力是圆周运动物体所受的合外力8.小球m用细线通过光滑水平板上的光滑小孔与砝码M相连,且正在做匀速圆周运动。
圆周运动归纳、总结、训练(含答案)
圆周运动归纳、总结、训练(含答案)圆周运动归纳、总结、训练(含答案)匀速圆周运动归纳、总结、训练(含答案)【知识回顾、方法点拨】考点一、基本概念匀速圆周运动定义:任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动理想化模型。
1.线速度(矢量):(1)vs/t(比值法定义)单位m/s (2)方向:圆周轨迹的切线方向2.角速度:(1)/t(比值法定义)单位弧度/秒,(rad/s)3.周期T(s)频率f(Hz)T=1/f转速n(r/s或r/min):当单位时间取秒时,转速n与频率f在数值上相等关系:T=1/n4.关系:vts2T2R2n2RnRtTvR,同一转动物体上,角速度相等;同一皮带轮连接的轮边缘上线速度相等。
匀速圆周运动速率大小不变,并不是匀速运动而是变速运动。
匀速圆周运动中,角速度是恒定不变的.匀速圆周运动的条件引入:物体做曲线运动的条件:切向力改变速度大小,法向力改变速度方向。
条件:(1)初速度v0;2(2)F合v,F合F向mRm5、向心加速度、向心力av2v2Rm4T22Rm4nRmv22rr24T22r(2f)r2Fmamv2rmrm24T22rm(2f)r2向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量,产生向心加速度的力叫向心力。
向心力和向心加速度方向都时刻在改变(圆周运动一定是非匀变速运动)。
ar,ω相同时,a与r成正比;a2v2r,v相同时,a与r成反比;r相同时,a与ω成2正比,与v2成反比。
(1)因为v、ω的大小均不变,所以向心加速度的大小也就不变,但由于a的方向始终垂直于速度在旋转变化,所以向心加速度不是恒量而是变量.匀速圆周运动不是匀加速运动而是变加速运动.(2)向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(向心力永远不做功)向心力是变力,而不是恒力.向心力是物体受的某一个力或某几个力的合力产生的一种效果.并不是说做圆周运动的物体又受到了另外一个新的特殊的力.温馨提示:在匀速圆周运动中,向心力是由物体受到的合外力,反之,做圆周运动的物体合力指向圆心,则是匀速圆周运动。
高中物理生活中圆周运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
高中物理生活中的圆周运动常有题型及答题技巧及练习题( 含答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如下图,在水平桌面上离桌面右边沿 3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F=1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
铁球持续运动,抵达水平桌面边沿 A 点飞出,恰巧落到竖直圆弧轨道 BCD的 B 端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁球恰巧能经过圆弧轨道的最高点 D.已知∠ BOC=37°, A、 B、 C、 D 四点在同一竖直平面内,水平桌面离 B 端的竖直高度 H=0.45m ,圆弧轨道半径R=0.5m ,C 点为圆弧轨道的最低点,求:(取sin37 °=0.6,cos37 =0°.8)(1)铁球运动到圆弧轨道最高点 D 点时的速度大小v D;(2)若铁球以 v C=5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小F C;(计算结果保存两位有效数字)(3)铁球运动到 B 点时的速度大小v B;(4)水平推力 F 作用的时间t 。
【答案】 (1)铁球运动到圆弧轨道最高点 D 点时的速度大小为 5 m/s;(2)若铁球以 v C=5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小为6.3N;(3)铁球运动到 B 点时的速度大小是5m/s ;(4)水平推力 F 作用的时间是0.6s。
【分析】【详解】(1)小球恰巧经过 D 点时,重力供给向心力,由牛顿第二定律可得:mv D2 mgR可得:v D5m / s(2)小球在 C 点遇到的支持力与重力的协力供给向心力,则:代入数据可得:F=6.3N由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力:F C=F=6.3N F mgmv C2R(3)小球从 A 点到 B 点的过程中做平抛运动,依据平抛运动规律有:2gh v y2得: v y=3m/sv y3小球沿切线进入圆弧轨道,则:v B5m/ssin370.6(4)小球从 A 点到 B 点的过程中做平抛运动,水平方向的分速度不变,可得:v A v B cos3750.8 4m / s小球在水平面上做加快运动时:F mg ma1可得: a18m / s2小球做减速运动时:mg ma2可得: a22m / s2由运动学的公式可知最大速度:v m a1t ; v A v m a2t2又: x vm t v mvA t2 22联立可得: t0.6s2.如下图 ,半径 R=2.5m 的竖直半圆圆滑轨道在 B 点与水平面光滑连结,一个质量m=0.50kg 的小滑块 (可视为质点 )静止在 A 点 .一刹时冲量使滑块以必定的初速度从 A 点开始运动 ,经 B 点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从 C 点水平飞出 ,落在水平面上的 D 点 .经丈量 ,D、B 间的距离s1=10m,A、B 间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数重力加快度.求 :,(1)滑块经过 C 点时的速度大小 ;(2)滑块刚进入圆轨道时 ,在 B 点轨道对滑块的弹力 ;(3)滑块在 A 点遇到的刹时冲量的大小 .【答案】( 1)(2) 45N(3)【分析】【详解】(1)设滑块从 C 点飞出时的速度为v c,从 C 点运动到 D 点时间为t滑块从 C 点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R= gt2水平方向: s1=v c t解得: v c=10m/s(2)设滑块经过 B 点时的速度为v B,依据机械能守恒定律22mv B = mv c +2mgR解得: v B=10m/s设在 B 点滑块受轨道的压力为N ,依据牛顿第二定律 : N-mg=m解得: N=45N(3)设滑块从 A 点开始运动时的速度为 22v A ,依据动能定理 ; -μ mgs 2= mv B - mv A解得: v A =16.1m/s设滑块在 A 点遇到的冲量大小为 I ,依据动量定理 I=mv A解得: I=8.1kg?m/s ;【点睛】此题综合考察动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律,在解决此类问题时,要注意剖析物体运动的过程,选择正确的物理规律求解.3. 如下图,水平长直轨道AB 与半径为 R=0.8m 的圆滑1竖直圆轨道 BC 相切于 B , BC4与半径为 r=0.4m 的圆滑1竖直圆轨道 CD 相切于 C ,质量 m=1kg 的小球静止在 A 点,现用4F=18N 的水平恒力向右拉小球,在抵达AB 中点时撤去拉力,小球恰能经过D 点.已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2,取 g=10m/s 2.求:( 1)小球在 D 点的速度 v D 大小 ; ( 2)小球在 B 点对圆轨道的压力 N B 大小;( 3) A 、B 两点间的距离 x .【答案】 (1) v D 2m / s ( 2)45N (3)2m【分析】 【剖析】 【详解】(1)小球恰巧过最高点 D ,有:2 mgmv Dr解得: v D2m/s(2)从 B 到 D ,由动能定理:mg(R r )1mv D 21mv B 22 2设小球在 B 点遇到轨道支持力为N ,由牛顿定律有:2 N mgmv BRN B =N联解③④⑤得: N=45N(3)小球从 A 到 B ,由动能定理:Fxmgx1 mv B2 22解得: x 2m故此题答案是: (1) v D 2m / s ( 2) 45N (3)2m 【点睛】利用牛顿第二定律求出速度,在利用动能定理求出加快阶段的位移,4. 如下图,质量 m=3kg 的小物块以初速度秽 v 0=4m/s 水平向右抛出,恰巧从 A 点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。
圆周运动题型整理
圆周运动水平面圆周运动1.如图所示,在一个水平圆盘上有一个木块P 随圆盘一起绕O 点的竖直轴匀速转动,下面说法正确的是( )A. 圆盘匀速转动的过程中,P 受到的静摩擦力的方向指向O 点B. 圆盘匀速转动的过程中,P 受到的静摩擦力为0C. 在转速一定的条件下,P 受到静摩擦力的大小与P 到O 点的距离成正比D. 在P 到O 点的距离一定的条件下,P 受到的静摩擦力的大小与圆盘匀速转动的角速度成正比2.如图所示,两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO ′的距离为l ,b 与转轴的距离为2l .木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g ,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度.下列说法正确的是( ) A. b 一定比a 先开始滑动B. a 、b 所受的摩擦力始终相等C. ω=是b 开始滑动的临界角速度 D. 当ω=时,a 所受摩擦力的大小为kmg3.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A 和B 放在转盘上,两者用长为L 的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍,A 放在距离转轴L 处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O 1O 2转动。
开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( ) A.当ω>时,A 、B 会相对于转盘会滑动 B.当ω>C. 0ωω<<在B 所受摩擦力一直变大D. 0ωω<<在范围内增大时,A 所受摩擦力一直变大10.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m 的两个物体A 和B ,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为R A =r ,R B =2r ,与盘间的动摩擦因数μ相同,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速加快到两物体刚好要发生滑动时,则下列说法正确的是( ) A. 此时绳子张力为1.5μmg B.C. 此时A 所受的摩擦力方向沿半径指向圆内D. 此时烧断绳子,A 仍相对盘静止,B 将做离心运动 4.如图所示,粗糙水平圆盘上,可视为质点的木块A 、B 叠放在一起,放在水平转台上随转台一起绕固定转轴匀速转动,A 的质量为 ,B 的质量为 。
高中物理第六章圆周运动题型总结及解题方法(带答案)
高中物理第六章圆周运动题型总结及解题方法单选题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、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。
故选B。
3、火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是()A.轨道半径R=v 2gB.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外C.若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内D.当火车质量变大时,安全速率应适当减小答案:BAD.火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力由图可以得出(θ为轨道平面与水平面的夹角)F合=mgtanθ合力等于向心力,故mgtanθ=m v2 R解得R=v2 gtanθv=√gRtanθ安全速率与火车质量无关,故AD错误;B.当转弯的实际速度大于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,火车有离心趋势,故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外,故B正确;C.当转弯的实际速度小于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力,火车有向心趋势,故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内,故C错误。
高中物理 圆周运动典型例题详解
B、作匀速圆周运动的物体,在所受合外力突然消失时,
将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体,它自己会产生一个向心力,
维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体,是因为受到离心力作用的缘故
【例4】以下属于离心现象应用的是( BC ) A、水平抛出去的物体,做平抛运动 B、链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了,将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢
解题感悟
2.两个圆周运动临界问题
v0
v0
杆连球(管通球)模型的临界问题
小球速度 运动情况 弹力的方向
弹力的大小
v=0 平衡状态 竖直向上的支持力
v gr 圆周运动 竖直向上的支持力
FN=mg
FN
mg
m
v2 r
v gr
圆周运动
v gr 圆周运动 指向圆心的拉力
FN
FN=0 mg
m
解题感悟
解决竖直平面内的变速圆周运动问题的关键是掌握两个圆周 运动模型和两个圆周运动临界问题: 1.两种圆周运动模型:
最低点圆周运动模型
最高点圆周运动模型
v0
v0
第四章 曲线运动和万有引力→3圆周运动
(三)考点应用,精讲精析 典型问题三:曲线运动中的动力学问题(四)------竖直平面内的变速圆周运动
例1 下列关于离心现象的说法正确的是( ) A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现 象 B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都 突然消失后,物体将做背离圆心的圆周运动 C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都
突然消失后,物体将沿切线做匀速直线运动 D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都 突然消失后,物体将做曲线运动 【解析】向心力是根据效果命名的,做匀速圆周 运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或 几个力的合力提供的,因此,它并不受向心力的 作用.它之所以产生离心现象是由于F合=Fn<mω2r,
圆周运动常见题型分析
圆周运动常见题型分析圆周运动常见题型分析1.向心加速度:a = = = =2.向心力公式:F 向=ma 即F= = = =3.向心力特点:方向始终与V ,指向;方向时刻发生变化,是变力。
? 专题训练1.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是()A .向心加速度B .线速度C .向心力D .角速度2.如图所示的圆锥摆中,摆球A 在水平面上作匀速圆周运动,关于A 的受力情况,下列说法中正确的是()A .摆球A 受重力、拉力和向心力的作用;B .摆球A 受拉力和向心力的作用;C .摆球A 受拉力和重力的作用;D .摆球A 受重力和向心力的作用。
3.如图所示,一圆盘可绕通过圆盘中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A ,它随圆盘一起做匀速圆周运动。
则关于木块A 的受力,下列说法正确的是()A .木块A 受重力、支持力和向心力B .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心C .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反D .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同4、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,紧靠着一个物体随圆筒一起运动,物体所受的向心力是由下列哪个力提供( ) A .重力 B .弹力 C .静摩擦力 D .滑动摩擦力5、如图所示的两轮以皮带传动,没有打滑,A 、B 、C 三点的位置关系如图,若r 1>r 2,O 1C =r 2,则三点的向心加速度的关系为() A.a A =a B =a C B .a C >a A >a B C.a C a A6.如图所示,长为L 的悬线固定在O 点,在O 点正下方2L处有一钉子C ,把悬线另一端的小球m 拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则()A .线速度突然增大B .角速度突然增大C .向心加速度突然增大D .悬线拉力突然增大7.如图所示。
专题09 圆周运动七大常考模型(解析版)
专题09 圆周运动七大常考模型(解析版)2020年高考物理一轮复热点题型归纳与变式演练专题09 圆周运动七大常考模型专题导航】目录题型一水平面内圆盘模型的临界问题在水平面内,圆盘绕自身的对称轴做匀速圆周运动时,当圆盘上一点的速度等于圆盘上任意一点的速度时,该点所在的半径为临界半径。
此时,圆盘上该点所受的向心力最大,达到极限值。
热点题型二竖直面内圆周运动的临界极值问题在竖直面内,圆周运动的临界问题与水平面内的类似,但由于竖直面内的向心力方向不再垂直于重力方向,因此需要通过分解向心力和重力的合力来求解临界速度和临界半径。
球-绳模型或单轨道模型球-绳模型指的是一个质量为m的小球通过一根质量忽略不计的细绳悬挂在竖直方向上,并绕着一个半径为R的竖直圆周做匀速圆周运动的模型。
单轨道模型则是一个质量为m 的小球沿着一个半径为R的水平圆周滑行的模型。
这两个模型的分析方法类似,都需要通过分解合力来求解运动的参数。
球-杆模型或双轨道模型球-杆模型指的是一个质量为m的小球沿着一个质量忽略不计的细杆滚动的模型。
双轨道模型则是一个质量为m的小球沿着两个半径分别为R1和R2的圆轨道滚动的模型。
这两个模型的分析方法也类似,都需要通过分解合力来求解运动的参数。
热点题型三斜面上圆周运动的临界问题在斜面上,圆周运动的临界问题与水平面内的类似,但由于斜面的存在,需要通过分解合力来求解临界速度和临界半径。
热点题型四圆周运动的动力学问题圆周运动的动力学问题主要涉及到角加速度、角速度和角位移等参数的计算。
在这类问题中,需要利用牛顿第二定律和角动量守恒定律等物理定律来分析运动状态。
圆锥摆模型圆锥摆模型指的是一个质量为m的小球通过一根质量忽略不计的细绳悬挂在竖直方向上,并绕着一个半径为R的圆锥面做匀速圆周运动的模型。
在分析这种模型时,需要考虑到向心力和重力的合力方向与竖直方向的夹角,以及圆锥面的倾角等因素。
车辆转弯模型车辆转弯模型主要涉及到车辆在转弯时所受的向心力和摩擦力等因素。
圆周运动基础知识归纳与经典例题
高一辅导讲义1圆周运动基础知识归纳与经典例题1、关于匀速圆周运动(1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间里通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而方向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向心力:①是按力的作用效果来命名的力,它不是具有确定性质的某种力,相反,任何性质的力都可以作为向心力。
例如,小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是,静摩擦力充当向心力,若圆盘是光滑的,就必须用线细拴住小铁块,才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动,这时向心力是由细线的拉力提供。
②向心力的作用效果是改变线速度的方向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力,它是产生向心加速度的原因,其方向一定指向圆心,是变化的(线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,它既要改变速度方向,同时也改变速度的大小,即产生法向加速度和切向加速度)。
③向心力可以是某几个力的合力,也可以是某个力的分力。
例如,用细绳拴着质量为m 的物体,在竖直平面内做圆周运动到最低点时,其向心力由绳的拉力和重力(mg T F −=拉向)两个力的合力充当。
而在圆锥摆运动中,小球做匀速圆周运动的向心力则是由重力的分力(θtan mg F =向,其中θ为摆线与竖直轴的夹角)充当,因此决不能在受力分析时沿圆心方向多加一个向心力。
④物体做匀速圆周运动所需向心力大小可以表示为:2222T r mr mr m ma F ω====二、描述圆周运动的物理量1.线速度(1)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.(2)方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向.(3)大小:v =s /t (s 是t 时间内通过的弧长).2.角速度(1)物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.(2)大小:ω=φ/t (rad/s),φ是连接质点和圆心的半径在t 时间内转过的角度. 3.周期T ,频率f做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速. 4.v 、ω、T、f 的关系所示,由于轮胎太旧,d处 图4—2—9,用细线把两球连起来,当盘架匀速转动时,两小球刚好能与。
(完整版)圆周运动题型总结
一.角速度 线速度 周期之间的关系1.做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径是20m 的圆周运动了100m ,试求物体做匀速圆周运动时:(1)线速度的大小; (2)角速度的大小; (3)周期的大小.【答案】(1);(2);(3)10/m s 0.5/rad s 12.56s2.如图所示,两个小球固定在一根长为l 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,当小球A 的速度为v A 时,小球B 的速度为v B .则轴心O 到小球B 的距离是( )A .B A B v l v v + B .A A Bv l v v + C . D .A B A v v L v +A BB v v Lv +【答案】A 3.转笔(Pen Spinning )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 点越近的,角速度越大B .笔杆上的点离O 点越近的,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万有引力提供的D .若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走【答案】D 二.传动装置4.如图所示,A 、B 是两个靠摩擦传动且接触面没有相对滑动的靠背轮,A 是主动轮,B 是从动轮,它们的半径RA =2R B , a 和b 两点在轮的边缘,c 和d 分别是A 、B 两轮半径的中点,下列判断正确的有 A .v a = 2 v b B .ωb = 2ωaC .v c = v aD .a c =a d【答案】B5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r 1、r 2、r 3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为A .B.C.D.3221r r ω12223r r ω22223r r ω3221r r r ω【答案】A6.如图所示的皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB ,若传动过程中皮带不打滑,则下列说法正确的是( )A .A 点与C 点的线速度大小相同B .B 点与C 点的角速度相同C .A 点的向心加速度大小是B 点的2倍D .B 点的运行周期大于C 点的运行周期【答案】C7.一部机器由电动机带动,机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍(如图),皮带与两轮之间不发生滑动。
圆周运动知识点与经典练习
圆周运动知识点与经典练习一、圆周运动的基本概念圆周运动是指物体沿着圆周路径进行的运动。
在圆周运动中,物体的运动轨迹是一个圆,其速度方向不断变化。
1、线速度(v)线速度是物体在圆周运动中通过的弧长与所用时间的比值。
线速度的大小等于弧长除以时间,即 v =Δs/Δt。
线速度的方向沿圆周的切线方向。
2、角速度(ω)角速度是物体在单位时间内转过的角度。
角速度的大小等于角度的变化量除以时间,即ω =Δθ/Δt。
角速度的单位是弧度每秒(rad/s)。
3、周期(T)和频率(f)周期是物体做圆周运动一周所用的时间,频率则是单位时间内完成圆周运动的次数。
它们之间的关系是 T = 1/f。
4、转速(n)转速是指物体单位时间内转过的圈数,单位通常为转每秒(r/s)或转每分钟(r/min)。
二、圆周运动的线速度、角速度、周期之间的关系1、线速度与角速度的关系v =ωr,其中 r 是圆周运动的半径。
2、线速度与周期的关系v =2πr/T3、角速度与周期的关系ω =2π/T三、向心加速度向心加速度是描述物体在圆周运动中速度方向变化快慢的物理量。
向心加速度的大小为 a = v²/r =ω²r,方向始终指向圆心。
四、向心力1、向心力的定义向心力是使物体做圆周运动的力,其方向始终指向圆心。
2、向心力的来源向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由某个力的分力提供。
3、向心力的大小F = ma = mv²/r =mω²r五、常见的圆周运动模型1、水平圆盘上的物体随圆盘转动当圆盘匀速转动时,物体受到的摩擦力提供向心力。
若摩擦力不足以提供所需的向心力,物体将相对圆盘滑动。
2、圆锥摆摆球在水平面内做圆周运动,摆线的拉力和重力的合力提供向心力。
3、汽车在弯道上行驶汽车在水平弯道上转弯时,地面对汽车的摩擦力提供向心力。
为了安全,弯道通常设计成外高内低的倾斜路面,以减小对摩擦力的依赖。
4、拱形桥和凹形桥汽车通过拱形桥的最高点时,重力和支持力的合力提供向心力;通过凹形桥的最低点时,支持力和重力的合力提供向心力。
圆周运动专题汇编(必须掌握经典题目)有答案
r m 高一期末考试题目 圆周运动专题汇编一、选择题[共53题]1、如图所示,用长为L 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动,则( )A .小球在最高点时所受向心力一定为重力B .小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C .若小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则其在最高点速率是gLD .小球在圆周最低点时拉力可能等于重力C2、在质量为M 的电动机的飞轮上,固定着一个质量为m 的重物,重物到转轴的距离为r ,如图所示,为了使放在地面上的电动机不会跳起,电动机飞轮的角速度不能超过( )A .g mrm M + B .g mr m M + C .g mr m M - D .mr Mg A3.关于匀速圆周运动的向心加速度,下列说法正确的是:A .大小不变,方向变化B .大小变化,方向不变C .大小、方向都变化D .大小、方向都不变A4.同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥,在桥的中央处有:A .车对两种桥面的压力一样大B .车对平直桥面的压力大C .车对凸形桥面的压力大D .无法判断B5、洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上,如图所示,则此时:A .衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B .衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C .筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小D .筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大A6、关于物体做匀速圆周运动的正确说法是A .速度大小和方向都改变B .速度的大小和方向都不变C .速度的大小改变,方向不变D .速度的大小不变,方向改变B7、如图所示,一光滑的圆锥内壁上,一个小球在水平面内做匀速圆周运动,如果要让小球的运动轨迹离锥顶远些,则下列各物理量中,不会引起变化的是( )A .小球运动的线速度B .小球运动的角速度C .小球的向心加速度D .小球运动的周期C8、如图所示,汽车以速度v通过一圆弧式的拱桥顶端时,则汽车 ( )A.的向心力由它的重力提供B.的向心力由它的重力和支持力的合力提供,方向指向圆心C.受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D.以上均不正确B9、如图,质量为M的物体内有光滑圆形轨道,现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内作圆周运动。
第六章-圆周运动章末复习-知识点和题型总结-2023年高一物理期末高效复习专题
第六章:圆周运动章末复习知识点一:匀速圆周运动及其描述一、匀速圆周运动1.圆周运动:物体的运动轨迹是圆的运动.2.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫匀速圆周运动.二、匀速圆周运动的线速度、角速度和周期1.线速度(1)定义式:v=Δs Δt.如果Δt取的足够小,v就为瞬时线速度.此时Δs的方向就与半径垂直,即沿该点的切线方向.(2)线速度的方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向.(3)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.2.角速度:半径转过的角度Δφ与所用时间Δt的比值,即ω=ΔφΔt(如图所示).国际单位是弧度每秒,符号是rad/s.3.转速与周期(1)转速n:做圆周运动的物体单位时间内转过的圈数,常用符号n表示.(2)周期T:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期,用符号T 表示.(3)转速与周期的关系:若转速的单位是转每秒(r/s),则转速与周期的关系为T=1n .4.匀速圆周运动的特点(1)线速度的大小处处相等.(2)由于匀速圆周运动的线速度方向时刻在改变,所以它是一种变速运动.这里的“匀速”实质上指的是“匀速率”而不是“匀速度三、描述圆周运动的各物理量之间的关系1.线速度与周期的关系:v=2πr T.2.角速度与周期的关系:ω=2πT.3.线速度与角速度的关系:v=ωr.知识点二、同轴转动和皮带传动1.同轴转动(1)角速度(周期)的关系:ωA=ωB,T A=T B.(2)线速度的关系:vAvB=rR.2.皮带(齿轮)传动(1)线速度的关系:v A=v B(2)角速度(周期)的关系:ωAωB=rR、TATB=Rr.知识点三、向心力1.定义:物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心,这个指向圆心的合力就叫做向心力.2.大小:F=mω2r=m v2 r.3.方向:总是沿半径指向圆心,方向时刻改变.4.效果力向心力是根据力的作用效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.二:向心力的来源物体做圆周运动时,向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供.几种常见的实例如下:实例向心力示意图用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时绳子的拉力和重力的合力提供向心力,F向=F+G用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动线的拉力提供向心力,F向=F T物体随转盘做匀速圆周运动,且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力,F向=F f小球在细线作用下,在水平面内做圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力,F向=F合知识点四:向心加速度的方向及意义1.物理意义描述线速度改变的快慢,只表示线速度的方向变化的快慢,不表示其大小变化的快慢.2.方向总是沿着圆周运动的半径指向圆心,即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变.3.圆周运动的性质不论向心加速度a n的大小是否变化,a n的方向是时刻改变的,所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变,圆周运动一定是非匀变速曲线运动.“匀速圆周运动中”的“匀速”应理解为“匀速率”.4.变速圆周运动的向心加速度做变速圆周运动的物体,加速度一般情况下不指向圆心,该加速度有两个分量:一是向心加速度,二是切向加速度.向心加速度表示速度方向变化的快慢,切向加速度表示速度大小变化的快慢.所以变速圆周运动中,向心加速度的方向也总是指向圆心.二:向心加速度的公式和应用1.公式a n =v2r=ω2r=4π2T2r=4π2n2r=4π2f2r=ωv.2.向心加速度的大小与半径的关系(1)当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度的平方成正比.随频率的增大或周期的减小而增大.(2)当角速度一定时,向心加速度与运动半径成正比.(3)当线速度一定时,向心加速度与运动半径成反比.(4)a n与r的关系图象:如图552所示.由a nr图象可以看出:a n与r成正比还是反比,要看ω恒定还是v恒定.图552知识点五:生活在的圆周运动一:火车转弯问题1.轨道分析火车在转弯过程中,运动轨迹是一圆弧,由于火车转弯过程中重心高度不变,故火车轨迹所在的平面是水平面,而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.图5732.向心力分析如图573所示,火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mg tan θ.3.规定速度分析若火车转弯时只受重力和支持力作用,不受轨道压力,则mg tan θ=m v 2 0R,可得v0=gR tan θ(R为弯道半径,θ为轨道所在平面与水平面的夹角,v0为转弯处的规定速度).4.轨道压力分析(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用.(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下:①当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力.②当火车行驶速度v<v0时,内轨道对轮缘有侧压力.二:拱形桥汽车过凸形桥(最高点)汽车过凹形桥(最低点) 受力分析牛顿第二定律求向心力 F n =mg -F N =m v 2rF n =F N -mg =m v 2r牛顿第三定律求压力F 压=F N =mg -m v 2rF 压=F N =mg +m v 2r讨论v 增大,F 压减小;当v 增大到rg 时,F 压=0v 增大,F 压增大 超、失重汽车对桥面压力小于自身重力,汽车处于失重状态汽车对桥面压力大于自身重力,汽车处于超重状态知识点六:离心运动1.离心运动的实质离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体,由于惯性,总是有沿着圆周切线飞出去的趋向,之所以没有飞出去,是因为受到向心力的作用.从某种意义上说,向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.2.离心运动的条件做圆周运动的物体,提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.3.离心运动、近心运动的判断如图578所示,物体做圆周运动是离心运动还是近心运动,由实际提供的向心力F n 与所需向心力⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 2r 或mr ω2的大小关系决定.图578(1)若F n =mr ω2(或m v 2r)即“提供”满足“需要”,物体做圆周运动.(2)若F n>mrω2(或m v2r)即“提供”大于“需要”,物体做半径变小的近心运动.(3)若F n<mrω2(或m v2r)即“提供”不足,物体做离心运动.由以上关系进一步分析可知:原来做圆周运动的物体,若速率不变,所受向心力减少(或向心力不变,速率变大)物体将做离心运动;若速度大小不变,所受向心力增大(或向心力不变,速率减小)物体将做近心运动.知识点七.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。
圆周运动题型总结(合集5篇)
圆周运动题型总结(合集5篇)第一篇:圆周运动题型总结1.如图,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A.B两点,A、B两点间的距离也为L.重力加速度大小为g.今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小为()A.B.C.3mg D.故选:A.2.如图甲所示,一长为R的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动,小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,图线与纵轴的交点坐标为a,下列判断正确的是()A.利用该装置可以得出重力加速度,且g=RaB.绳长不变,用质量较大的球做实验,得到的图线斜率更大C.绳长不变,用质量较小的球做实验,得到的图线斜率更大D.绳长不变,用质量较小的球做实验,图线a点的位置不变解答:CD.3.质量为m 的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。
如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时木架停止转动,则()A.绳a对小球拉力不变B.绳a对小球拉力增大C.小球一定前后摆动D.小球可能在竖直平面内做圆周运动解答:A.绳b被烧断前,小球在竖直方向没有位移,加速度为零,a绳中张力等于重力,在绳b被烧断瞬间,a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力,而向心力竖直向上,绳a的张力大于重力,即张力突然增大,故A错误,B正确;C.小球原来在水平面内做匀速圆周运动,绳b被烧断后,若角速度ω较小,小球原来的速度较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动,若角速度ω较大,小球原来的速度较大,小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动,故C错误,D正确。
故选:BDA、B两球的质量分别为m1与m2,用一劲度系数为k的弹簧相连,一长为l1的细线与A球相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端栓在竖直轴上,如图所示。
圆周运动经典题型归纳
圆周运动经典题型归纳一、圆周运动基本物理量与传动装置1.共轴传动一个圆环以竖直直径AB为轴匀速转动,环上M、N两点的角速度之比为MN/MA=1/2,周期之比为2/1,线速度之比为1/2.2.皮带传动在某一皮带传动装置中,主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。
从动轮的转速为n,因为皮带传动中,主动轮和从动轮的线速度相等。
3.齿轮传动如图所示,A、B两个齿轮的齿数分别是z1、z2,各自固定在过O1、O2的轴上,其中过O1的轴与电动机相连接,此轴每分钟转速为n1.求B齿轮的转速n2,A、B两齿轮的半径之比,以及在时间t内,A、B两齿轮转过的角度之比。
4.混合题型在图示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系是rA=rC=2rB。
若皮带不打滑,则A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比ωa:ωb:ωc=1:2:1,线速度之比va:vb:vc=1:2:2.二、向心力来源1.由重力、弹力或摩擦力中某一个力提供洗衣机的甩干桶竖直放置,桶的内径为20厘米,工作被甩的衣物贴在桶壁上,衣物与桶壁的动摩擦因数为μ。
若不使衣物滑落下去,甩干桶的转速至少为sqrt(5gμR),其中g为重力加速度,R为桶的半径。
2.在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着三个物体A、B、C,Ma=Mc=2Mb,他们与盘间的摩擦因数相等。
他们到转轴的距离的关系为Ra<Rb<Rc。
当转盘的转速逐渐增大时,先开始滑动的物体是B,沿半径向外滑动。
3.一质量为m的小球,用长的细线拴住在竖直面内作圆周运动。
当小球恰好能通过最高点时的速度为sqrt(2gh),细线的拉力为mg+mv^2/R,其中g为重力加速度,h为最高点的高度,v为小球在最高点的速度,R为圆周运动的半径。
4.向心力由几个力的合力提供1)由重力和弹力的合力提供半径为R的半球型碗底的光滑内表面,质量为m的小球正以角速度ω,在一水平面内作匀速圆周运动。
圆周运动典型例题50道
圆周运动典型例题50道1. 一质点绕一个定半径圆轨道做匀速圆周运动,已知质点每秒的线速度为8 m/s,求质点的角速度。
答案:2 rad/s2. 一个自行车轮子的半径为0.5 m,自行车轮子的角速度为5 rad/s,求自行车轮子的线速度。
答案:2.5 m/s3. 一个半径为2 m的圆盘以每分钟180转的角速度旋转,求圆盘上一点的线速度。
答案:376.99 m/min4. 一个转速为1200 rpm的转盘半径为0.1 m,求转盘上一点的线速度。
答案:125.66 m/s5. 一个半径为3 m的汽车轮胎正在行驶,已知轮胎转速为100 rpm,求汽车轮胎的线速度。
答案:31.42 m/s6. 一个质点以半径为4 m的圆轨道做匀速圆周运动,已知质点的线速度为10 m/s,求质点的角速度。
答案:2.5 rad/s7. 一个自行车轮子的半径为0.2 m,自行车轮子的线速度为3 m/s,求自行车轮子的角速度。
答案:15 rad/s8. 一个半径为5 m的圆盘上一点的线速度为20 m/s,求圆盘的角速度。
答案:4 rad/s9. 一个转盘上一点的线速度为10 m/s,转盘的半径为2 m,求转盘的角速度。
答案:5 rad/s10. 一个汽车轮胎的线速度为20 m/s,轮胎半径为2 m,求汽车轮胎的角速度。
答案:10 rad/s11. 一个半径为3 m的旋转半球的角速度为2 rad/s,求旋转半球上一点的线速度。
答案:6 m/s12. 一个旋转圆环的半径为1 m,旋转圆环的线速度为10 m/s,求旋转圆环的角速度。
答案:10 rad/s13. 一个直径为10 cm的转盘上一点的线速度为5 m/s,求转盘的角速度。
答案:10 rad/s14. 一个转速为500 rpm的圆盘上一点的线速度为4 m/s,求圆盘的半径。
答案:0.51 m15. 一个半径为2 m的转盘上一点的线速度为8 m/s,求转盘的转速。
答案:60 rpm16. 一个转速为1000 rpm的汽车轮胎的线速度为5 m/s,求汽车轮胎的半径。
圆周运动几种题型(含答案)
人教版八年级地理上册:第四章第一节交通运输第1课时交通运输的选择教案【精品】交通运输是现代社会的重要组成部分,可以说没有交通运输的发展,人们的生活将无法便捷进行。
在不同的地区和国家,交通运输方式各不相同,根据不同的需求和条件,人们选择了多种交通方式。
首先,陆路交通是最为常见和普遍的交通方式之一。
汽车、火车、自行车、摩托车等都属于陆路交通工具。
汽车作为最为常用的交通工具之一,其优点在于灵活、快捷、方便,能够满足人们短距离出行的需求。
火车则适用于长途旅行,其运载能力大,可以同时运送大量的人和货物。
自行车和摩托车则适合于短距离出行,对于拥堵的城市道路也有一定的优势。
陆路交通的发展方便了人们的生活,使得交通更加便捷高效。
其次,水路交通也是世界各地都广泛应用的一种交通方式。
船舶运输是水路交通的主要形式,它可以分为河流运输和海洋运输。
河流运输适用于沿河流行驶的船舶,而海洋运输则是通过海洋进行跨洋航行。
水路交通的优势在于可以搬运大量的货物,能够承载大型设备和重型物资。
此外,水路交通还具有运输成本低、污染少等特点。
水路交通的发展与国际贸易密切相关,可以促进各国间的经济合作与发展。
再者,空运作为一种高效、快捷的交通方式,得到了广泛的应用。
随着现代航空技术的发展,飞机可以飞越大洋,连接遥远的地方。
空运的优势在于速度快、运载量大、适用范围广。
尤其对于远距离、国际间的货物和旅客运输,空运是最佳的选择。
然而,空运的成本相对较高,对于一些普通人来说并不是常用的交通方式。
最后,管道运输作为一种特殊的交通方式,主要用于液体和气体的输送。
石油、天然气、水等都可以通过管道运输进行输送。
相较于其他交通方式,管道运输具有连续性、稳定性和安全性高的特点。
尤其对于液体和气体的长距离运输,管道运输是一种高效且经济的选择。
然而,管道运输的建设和维护成本较高,受到地理条件的限制,不能覆盖所有地区。
综上所述,交通运输的选择是根据不同的需求和条件来确定的。
圆周运动的题型归纳--一中
圆周运动题型总结题型一:圆周运动各物理量的关系1、如图所示,转轴O1上固定有两个半径为R和r的轮,用皮带传动O2轮,O2轮的半径是r ´,若O1每秒转了5转,R=1m,r=r´=0.5m,则(l)大轮转动的角速度多大?(2)图中A、C两点的线速度大小分别是多少?1.答案:31.4rad/s v A=15.7m/s v C=31.4m/s2.如图所示,A、B两轮半径之比为1:3,两轮边缘挤压在一起,在两轮转动中,接触点不存在打滑的现象,则两轮边缘的线速度大小之比等于______。
两轮的转数之比等于______,A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于______。
2.答案:1∶1 、3∶1、3∶13、如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力.自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm.求大齿轮的转速n l和摩擦小轮的转速n2之比.(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)3.答案:2:1754、图示为一种“滚轮——平盘无级变速器”的示意图,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动.如果滚轮不打滑,那么主动轴转速n1、从动轴转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是( )A.n2=n1xrB.n2=n1rxC.n2=n1x2r2D.n2=n1xr解析:滚轮与平盘接触处的线速度相等,故有:ω1x=ω2r,即2πn1x=2πn2r可得:n2=n1x r .4.答案:A5、如图所示,A 、B 是两个圆盘,它们能绕共同的轴以相同的角速度转动,两盘相距为L.有一颗子弹以一定速度垂直盘面射向A 盘后又穿过B 盘,子弹分别在A 、B 盘上留下的弹孔所在的半径之间的夹角为θ.现测得转轴的转速为n r/min ,求子弹飞行的速度.(设在子弹穿过A 、B 两盘过程中,两盘转动均未超过一周)题型二:圆周运动的应用(圆周运动的动力学问题)1、如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相 等的小 球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下关系正确的是( B ) A.角速度 ωA >ωB B. 线速度v A >v B C. 向心加速度a A >a B D. 支持力N A >N B 1.答案:B2、如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm 处放置一小物块A ,其质量为m =2kg ,A 与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k 倍(k =0.5),试求⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s 时, 物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?⑵欲使A 与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(取g=10m/s 2解:(1)f=mr ω2=1.6N …① 方向为指向圆心。
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一、圆周运动基本物理量与传动装置
1共轴传动
例1.如图所示,一个圆环以竖直直径AB为轴匀速转动,则环上M、N两
点的角速度之比为_____________,周期之比为___________,线速度之比
为___________.
2皮带传动
例二.图示为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。
已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。
下列说法正确的是
A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为n D.从动轮的转速为n
3齿轮传动
例3如图所示,A、B两个齿轮的齿数分别是z1、z2,各自固定在
过O1、O2的轴上,其中过O1的轴与电动机相连接,此轴每分钟转
速为n1.求:
(1)B齿轮的转速n2;
(2)A、B两齿轮的半径之比;
(3)在时间t内,A、B两齿轮转过的角度之比
4、混合题型
图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两
轮用皮带传动,三轮半径关系是rA=rC=2rB;若皮带不打滑,则A、B、
C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比ωa:ωb:ωc= ;
线速度之比va:vb:vc=
二、向心力来源
1、由重力、弹力或摩擦力中某一个力提供
例1:洗衣机的甩干桶竖直放置.桶的内径为20厘米,工作被甩的衣物
贴在桶壁上,衣物与桶壁的动摩擦因数为.若不使衣物滑落下去,甩干
桶的转速至少多大
2、在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着三个物体A,B,C,Ma=Mc=2Mb,他们与盘间的摩擦因数相等。
他们到转轴的距离的关系为Ra<Rb<Rc,当转盘的转速逐渐增大时,哪个物体先开始滑动,相对盘向哪个方向滑
A. B先滑动,沿半径向外 B B先滑动,沿半径向内
C C先滑动,沿半径向外
D C先滑动,沿半径想内
3、一质量为的小球,用长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,(1)当小球恰好能通过最高点时的速度为多少(2)当小球在最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少(取g=10m/s 2 )
2、向心力由几个力的合力提供
(1)由重力和弹力的合力提供
例1:半径为R的半球型碗底的光滑内表面,质量为m的小球正
以角速度ω,在一水平面内作匀速圆周运动,试求此时小球离碗
底的高度h
(2)由弹力和摩擦力提供
例2:如图所示,用细绳一端系着的质量为 M =的物体 A 静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔 O 吊着质量为 m =的小球 B , A 的重心到 O 点的距离为.若 A 与转盘间的最大静摩擦力为 f =2N,为使小球 B 保持静止,求转盘绕中心 O 旋转的角速度ω的取值范围.(取 g =10m/s 2 )
(3)由拉力一个分力提供
例3:升降机内悬挂一圆锥摆,摆线长为1m,小球质量为,当升降机以2m/s 2 的加速度匀加速上升时,摆线恰好与竖直方向成θ=37°角,试求:(1)小球的转速;(2)摆线的拉力.(g取10m/s 2 )
(4)由重力、支持力、拉力的合力提供
例4:用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑圆锥顶上,如图所示,设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为T,则T随ω2变化的图象是()
3圆周问题的周期性
例1圆周运动与直线运动
如图所示,直径为d的圆形纸筒以角速度ω绕轴心O匀速转
动.一子弹沿直径射入圆筒.若圆筒旋转不到半周时,子弹在
圆筒上先后留下a,b两个弹孔,且∠aOb=θ,则子弹的速度为
多少
例2圆周运动与匀加速运动
一个水平放置的圆桶正绕中轴匀速转动,桶上有一小孔,桶壁
很薄,当小孔运动到桶的上方时,在孔的正上方H处有一小球
由静止开始下落,已知孔半径大于球半径,为了让小球下落时
不受任何阻碍,桶半径R与H应是什么关系
例3:圆周运动与曲线运动
如图所示,有A、B球绕同一恒星O做圆周运动,运转方向相同,A
的周期为T1,B的周期为T2,在某一时刻两球第一次相遇(即相
距最近),则经过时间多长时间两球又相遇
4圆锥摆模型
例1:一个半径为R的内壁光滑的半球形碗固定在水平地面上,
若使质量为m的小球贴着碗的内壁在水平面内以角速度ω做
匀速圆周运动,如图所示。
若角速度ω增大,设圆周平面距碗
底的高度为h、回旋半径为r、向心力为F,则 [ ]
A.h变大;r变大;F变大 B.h变小;r变小;F变大
B.C.h不变;r不变;F变大 D.h变大;r变大;F变小
例2:摆线的拉力
如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖
直方向,母线与轴线之间的夹角为θ=30°.一长为L的轻绳
一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小
物体.物体以速度v绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运
动.(结果可保留根式)
(1)当 v 1 = 时,求绳对物体的拉力;
(2)(2)当 v 2 = L时,求绳对物体的拉力.
例3:周期的计算
两个质量相同的小球,在同一水平面内做匀速圆周运动,悬点相
同,如图所示,A运动的半径比B的大,则()
A.A球周期大 B.B球周期大
B.AB球周期一样大 D.无法比较
例4:动态分析
长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点.让其在
水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图.求摆线L 与竖直方向的夹角为α时:若球角速度增大,则
(1)线的拉力F;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)小球运动的角速度及周期.
4、圆周运动经典模型
(1)轻绳模型
例1小球恰好能在竖直面内的半圆环内做圆周运动,小球从A点抛出,已知CD=2R,下列说法正确的是()
A小球落在C点左端 B小球落在C点
C小球落在C点右端 D都有可能
(2)轻杆模型
半径R=的管状轨道内,有一质量为m=的小球在做圆周运动,通过最高点时小球的速率为2m/s取g=10m/s2则()
A外轨道受到24N的压力 B外轨道受到6N的压力
C内轨道受到24N的压力 D内轨道受到6N的压力
(3)拱桥模型
在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h,汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的倍.
(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少
(2))如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少(取g=10m/s2)
5圆周运动的临界问题
(1)摩擦力引起的
如图,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘面间的动摩擦因数相同 . 当匀速转动
的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速,烧断细线,
则两个物体的运动情况将是
A.两物体均沿切线方向滑动
B两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远
C两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动
D 物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,
离圆盘圆心越来越远
(2)绳上拉力引起的
如图所示,两绳系一个质量为m=的小球.上面绳长l=2m,两绳都拉
直时与转轴的夹角分别为30°和45°,g取10m/s2.球的角速度满
足什么条件,两绳始终张紧
(3)弹簧上拉力变化引起
如图所示,有一水平放置的圆盘,上面水平放一劲度系数为k的弹簧,弹簧的一端固定于轴O上,另一端连接一质量为m的物体A,物体
与盘面间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长
度为R,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则:
1)盘的转速n0多大时,物体A开始滑动
2)当转速达到2n0时,弹簧的伸长量△x是多少。