2017高考科学复习解决方案(人教版)高中物理第4章第3讲圆周运动及其应用Word版含解析

第3讲圆周运动及其应用

知识点1匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ

1.匀速圆周运动

(1)定义：线速度大小不变的圆周运动。

(2)性质：加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动。

(3)条件：有初速度，受到一个大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心的合外力。

2．描述圆周运动的物理量

描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，具体如下：

知识点2匀速圆周运动与非匀速圆周运动

知识点3离心现象Ⅰ

1.离心运动

(1)定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的运动。

(2)本质：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)受力特点：F n为提供的向心力。

①当F n＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；

②当F n＝0时，物体沿切线方向飞出；

③当F n

2．近心运动：当F n>mω2r时，物体将逐渐靠近圆心，做近心运动。

双基夯实

一、思维辨析

1．做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析受力时，必须指出受到向心力的作用。()

2．匀速圆周运动是匀变速曲线运动，非匀速圆周运动是变加速曲线运动。()

3．匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。()

4．在光滑的水平路面上汽车不可以转弯。()

5．摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。()

6．火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大。()

答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√

二、对点激活

1．[向心力](多选)关于向心力，下列说法正确的是()

A．向心力是一种效果力

B．向心力是一种具有某种性质的力

C．因为向心力总是指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力

D．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小

答案AD

解析向心力是按作用效果命名的，是一种效果力，它可以由重力、弹力、摩擦力等性质的力提供，所以A项正确，B项错误；向心力指向圆心，始终与线速度垂直，故不能改变线速度的大小，只用来改变线速度的方向，做匀速圆周运动的物体，受到的向心力大小不变，

但方向时刻改变，不是恒力，故C错D对。

2．[向心力的来源]如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服()

A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用

B．所需的向心力由重力提供

C．所需的向心力由弹力提供

D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大

答案 C

解析衣服受三个力的作用，分别为重力、弹力、静摩擦力，重力和静摩擦力平衡，弹力做向心力，转速越快，弹力越大，但静摩擦力不变。

3．[对离心现象的理解]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

答案 C

解析物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动，故A选项错；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力

突然消失后，物体做匀速直线运动，故B 、D 选项错，C 选项正确。

考点 圆周运动的运动学分析 基础强化

1．圆周运动各物理量间的关系

2．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。

3．对a ＝v 2r ＝ω2r 的理解

当v 一定时，a 与r 成反比；当ω一定时，a 与r 成正比。

4．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，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。

(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，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。

(3)同轴传动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA ＝ωB 。

例1 如图所示的皮带传动装置中，右边两轮连在一起同轴转动。图中三轮半径的关系为：r 1＝2r 2，r 3＝1.5r 1，A 、B 、C 三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A 、B 、C 三点的线速度之比为______；角速度之比为________；周期之比为______。

(1)A 、B 两点位于两轮边缘靠皮带传动，那么v A 与v B

有什么关系？ωA 与ωB 有什么关系？

提示：v A ＝v B ，ωA ωB

＝r 2r 1。 (2)B 、C 为同轴转动的两点，v B 与v C ，ωB 与ωC 的关系是什么？

提示：ωB ＝ωC ，v B v C

＝r 2r 3。 尝试解答 1∶1∶3__1∶2∶2__2∶1∶1。

因为A 、B 两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内A 、B 两

点转过的弧长相等，即v A ＝v B ，则v ＝ωr 知ωA ωB

＝r 2r 1＝12，又B 、C 是同轴转动，相等时间内转过的角度相等，即ωB ＝ωC ，由v ＝ωr 知v B v C

＝r 2r 3＝12r 11.5r 1＝13

所以v A ∶v B ∶v C ＝1∶1∶3

ωA ∶ωB ∶ωC ＝1∶2∶2