高一物理圆周运动知识点及习题word版本

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§5、3圆周运动

(一)描述圆周运动的物理量

(1)线速度:质点沿圆周运动通过的与的比值叫线速度。

(分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,

所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快。)

1)线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动快慢的物理量。

2)线速度是,它既有,也有。

3)线速度的大小

−在圆周各点的方向上

4)线速度的方向−→

5)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?

(2)角速度

1)角速度是表示质点转过圆心角快慢的物理量

2)角速度等于和的比值。

即ω=

3)角速度的单位是

说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度ω是恒定的

强调:①角的表示要用弧度制

②角速度单位的写法rad/s

(3)周期、频率和转速

1)圆周运动的物理转动一周所用的时间叫周期(T),

2)圆周运动的物体在1s内沿圆周绕圆心转过的距离叫频率(f);

3)做圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数叫转速(n)

(二)、匀速圆周运动

(1)定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的相同——这种运动就叫匀速圆周运动。

(2)匀速圆周运动是一种运动,因为线速度的方向在

(三)、匀速圆周运动物理量之间的关系

(1)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2πr,所以v=

(2)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2π,则有角速度ω=

(3)公式总结:v=ωr=

1)当v一定时,ω与r成比

2)当ω一定时及v与r成比

3)当r一定时,v与ω成比

(四)三种常见的传动装置及其特点

1、皮带传动和齿轮传动

主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中,皮带(链条)上各点以及两轮边缘上各点的大小相等。

2、共轴传动

同一轮上各点的相同

随堂练习:

1.关于角速度和线速度,下列说法正确的是()

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,角速度与半径成正比

D.角速度一定,线速度与半径成反比

2.下列关于两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是()

A.它们线速度相等,角速度一定相等

B.它们角速度相等,线速度一定也相等

C.它们周期相等,角速度一定也相等

D.它们周期相等,线速度一定也相等

4、如图5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______。两轮的转速之比等于______,A 轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于______。

§5-5、6向心加速度向心力

一、匀速圆周运动

1、做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向总是________叫做_________

向心加速度的大小:a n=_______=________

2、匀速圆周运动的物体的向心加速度大小________,方向总是指向________,是时刻改

变的,所以匀速圆周运动是一种___加速运动

3、向心加速度的作用

(1)意义:描述圆周运动线速度方向改变的快慢

(2)作用:向心加速度方向总是与速度方向垂直,方向时刻改变,不论加速度a的大小是否变化,a的方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变加速运动。

(3)表达式a=_________=__________=__________=________=______

4、向心力的定义:做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向______的,这个力叫向心力

作用效果:产生_________,不断改变物体的线速度________,维持物体做圆周运动。

方向:总是沿半径指向_________

大小:F n=ma=________=__________=_________

二、变速圆周运动

(1)概念:线速度大小______的圆周运动叫变速曲线运动;

(2)受力特点:物体所受合力F_不指向圆心,将F分解为沿圆弧切向的分力F t和指向圆心的分力F n;

【例1】、关于向心力,一下说法正确的是()

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.向心力就是匀速圆周运动的物体所受的合外力;

C.向心力是匀速圆周运动物体线速度变化的原因;

D.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动

【实例分析】

(1)下图光滑水平面绕圆心做匀速圆周运动的小球由_________提供向心力

(2)木块随圆盘一起做匀速圆周运动,则向心力由________提供,而且总是指向圆心;

(3)汽车在十字路口拐弯时所需要的向心

力就是由路面提供的____________提供

小结1:做匀速圆周运动的物体其向心力由 提供。

【练习1】

一个做匀速圆周运动的物体,如果半径不变,角速度变为原来的3倍,所需的向心力比原来大32 N ,则物体原来做匀速圆周运动的向心力大小为 N 【练习2】

如图所示,一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动,那么( ) A 、木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心 B 、木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心

C 、因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力

D 、因为摩擦力总是阻碍物体运动的,所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方

向相反 【例3】:

1、 汽车过拱桥(凸形桥), 则向心力由______和______提供。公式表示为F=_____________

2、 汽车过凹形桥时,向心力公式表示为F=_______________ (4)向心力由分力提供:

物体在竖直面内的光滑轨道内做圆周运动,经过某点时,向心力由支持力和重力在半径方向的分力提供即:F=______________________

小结2:做非匀速圆周运动的物体其向心力由 提供

1.如图3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

D .a C =a B >a A

2.一质量为m 的木块,由碗边滑向碗底,碗内表面是半径为r 的球面,由于摩擦力的作用,木块运动的速率不变,则( ) A .木块的加速度为零

B .木块所受合外力为零

C .木块所受合外力的大小一定,方向改变

D .木块的加速度大小不变

3、如图所示,半径为r 的圆形转筒绕其竖直中心轴OO /转动,质量为m 的小物 块a 在圆筒的内壁上相对圆筒静止,它与圆筒间静摩擦力为F f ,支持力为F N , 则下列关系正确的是( )

A .F N =m ω2r ;

B 、F f = m ω2r ;

C 、F N =mg ;

D .F f =mg

4、一根长0.5 m 的绳子,当它受到5.8 N 的拉力时恰好被拉断.现在绳的一端拴一个质量为0.4 kg 的小球,使小球在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动,当小球通过最低点时绳子恰好被拉断,则绳即将断开时小球受到的向心力大小是( )

F

G

G

G

F n

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