高一物理必修二-第二章圆周运动知识点与例题练习

1．物体的运动轨迹是圆的运动叫圆周运动

圆周运动圆周运动是变速

．．速率

．．运动，“速”特指

匀速圆周运动：质点沿圆周运动，任意

．．相等时间内通过的圆弧长度相等

（但任意相等时间内，位移大小

．．相等）

2．线速度：方向：切线方向单位：m/s

角速度：方向：右手螺旋定则单位：rad/s

转速(n)：质点在单位时间内转过的圈数。单位：r/s或r/min

周期(T)：质点转动一周所用的时间。单位：s

3．几个有用的结论：

①同轴转动的物体上各点转动的周期和角速度均相同

②皮带不打滑时，皮带上各点和轮子边缘

．．各点的线速度大小相等

③两齿轮间不打滑时，两轮边缘

．．各点的线速度大小相等

4．向心力狭隘定义：

物体做圆周运动时，所受的沿半径指向圆心方向的力(合力)。

向心力广义定义：

质点（或物体）作曲线运动时所需的指向曲率中心的力，又称法向力。

向心力简单定义：改变物体运动方向的力

．．．．．．．．．．。

5．对向心力的理解：

①向心力是物体所受到的指向圆心方向的合力的新名字

．．．，

故受力分析时，不能“强迫”物体再受一个向心力

．．．．．．．，

只能思考，是由哪些力去“充当”“提供”向心力。

②不是因为物体做圆周运动而产生了向心力，

而是因为物体受到指向圆心的力(向心力)才做圆周运动。

③向心力是从力的作用效果

．．角度来命名的，它不是具有确定性质的某种类型的力。相反，任何性质的力都可以作为向心力。

④向心力来源：它可是某种性质的一个力，或某个力的分力，

还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。

⑤向心力总指向圆心，时刻垂直于速度方向，

故向心力只能改变速度的方向，不能改变速度的大小。

6．向心加速度：与向心力相呼应的加速度，指向圆心，总垂直于速度方向。

匀速圆周运动是变速运动，是变加速

．．．运动（加速度方向在变）。

7．变速圆周运动和匀速圆周运动的特点：

8．圆周运动方程F合== 的理解：

左边F合是外界(如绳子)实际提供的

．．．力

右边是物体做圆周运动需要的

．．．力的大小

等号的含义是：“满足”、“提供”、“充当”

①F合= 时，物体刚好

．．能做圆周运动；

②F合< 时，物体做离心运动；

③F合> 时，物体做近心运动。

特别注意：在我们目前所学知识范畴内，不存在离心力的说法，

离心现象其本质是物体惯性

．．的表现。

9．竖直平面内的圆周运动

最低点：汽车过凹地、轻绳拴球、轻杆拴球的圆周运动方程非常相似

最高点：

汽车过拱桥：拱桥只能产生向上的支撑力．．． 轻绳拴球：轻绳只能产生向下的拉力．．

轻杆拴球：轻杆既能产生向下的拉力．．，也能产生向上的支撑力．．． ①若，恰好完全．．．．由重力充当向心力，杆中无力； ②若，重力充当向心力不够．．，杆产生向下的拉力补充些； ③若，重力充当向心力太多．．，杆产生向上的支撑力抵消些。

10．火车转弯问题

重力和支持力的合力充当向心力时，内外侧轮缘均不受挤压， 此时速率就是安全速率（设计速率）。

①若实际运行速率大于安全速率，F NG 不够，外轨挤压外轮缘产生弹力补充些。 ②若实际运行速率小于安全速率，F NG 太多，内轨挤压内轮缘产生弹力抵消些。

圆周运动中的临界问题解析

【知识巩固】 一．对向心力的理解

1．向心力不是一种新的特殊的力,作圆周运动的物体，______________________叫向心力,它是按__________来命名的。作匀速圆周运动的物体，它所需要的向心力可以是由重力、摩擦力和弹力中的某个力或某个力的分力或几个力的合力所提供，在分析物体受力情况时，仍按力的性质来分析，不能再多加一个向心力。

2．向心力的作用效果是__________________，它只能改变_____________________，而不能改变___________________________。

二．向心力公式：2

ωmr F =、r v m F 2=、2

24T mr F π=

主题1：水平转台

在水平转台上作圆周运动的物体，静摩擦力f 提供向心力．当转台的转速逐渐增大时，静摩擦力随之增大，f 达到最大值m ax f 时，对应有临界角速度和临界速度。

例1： 如图所示水平转盘上放有质量为m 的物快，当物块到转轴的距离为r 时,若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的μ倍，求转盘转动的最大角速度是多大

拓展：如O 点与物块连接一细线，求：

（1）当ω1=

r

g

2μ时，细线的拉力T 1

（2）当ω2=

r

g

23μ时，细线的拉力T 2 【针对训练】

1、如图所示A 、B 、C 三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A 的质量为2m ，B 、C 质量均为m ，A 、B 离轴为R,C 离轴为2R ，则当圆台旋转时，（设A 、B 、C 都没有滑动）：（ ）

物的向心加速度最大 物的静摩擦力最小

C.当圆台转速增加时，C 比A 先滑动

D. 当圆台转速增加时，B 比A 先滑动

主题2：汽车在水平面上转弯

在水平公路上汽车转弯的向心力由静摩擦力f 来提供。

例2：汽车与路面的动摩擦因数为μ，公路某转弯处半径为R （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）问：若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车最大速度应为多少 【针对训练】

1、汽车轮胎与地面动摩擦因数为，水平公路转弯处圆弧半径为27m ，认为汽车最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s 2

。试求汽车转弯时为使车轮不侧滑所允许的最大速度。

主题3：火车转弯

设火车弯道处内外轨高度差为h ，内外轨间距L ，转弯半径R 。由于外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力F 合提供向心力。

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