高中物理 第二章 圆周运动复习学案教科版必修2

高中物理第二章圆周运动复习学案教科版必

修2

【目标导航】

1、学会分析圆周运动的向心力来源，并求解相关典型问题；

2、对水平面内的匀速圆周运动与竖直平面内的圆周运动综合比较，正确使用向心力公式；

【自主学习】

一、圆周运动运动性质：

描述圆周运动的物理量（v、ω、T、 f、 n）之间的关系向心力 F = ma = = = = 向心加速度 a = = = = 离心现象：物体作圆周运动时，在时，物体将远离圆心，这种现象叫离心现象。

二、基本概念

1、圆周运动的定义：

。

2、匀速圆周运动的速度大小，方向时刻（填“不变”、“变化”），所以它是变速运动。

3、线速度V，角速度ω，周期T，转速n，频率 f五个物理量：其中变化，不变；其中是矢量，标量。

4、匀速圆周运动向心力和向心加速度始终指向 ,方向时刻改变，大小。

所以匀速圆周运动是曲线运动。

5、向心加速度和线速度始终垂直，它只反映线速度的变化快慢。

6、匀速圆周运动由提供向心力。向心力是一个效果力，并不是额外受到的力。

7、变速圆周运动速度大小和方向都改变，可以把合力沿和两个方向分解。沿方向的分力提供向心力来改变线速度的方向，方向的分力改变线速度的大小。

8、若提供的向心力减小，做运动。若向心力消失，物体沿切线方向飞出做运动。

【典型例题】

一、描述圆周运动的物理量例1：下列关于圆周运动说法正确的是（）

A、匀速圆周运动中的“匀速”是指线速度不变

B、做圆周运动的物体所受合外力一定不为零

C、做匀速圆周运动的物体的加速度不变

D、匀速圆周运动是匀变速运动

【变式1】

如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是（）

A、a、b和c三点的线速度大小相等

B、a、b和c三点的角速度相等

C、a、b的角速度比c的大

D、c的线速度比a、b的大

二、向心力和向心加速度ACBO例2：如图，一小球用细线悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是（）

A、绳的拉力

B、重力和绳拉力的合力

C、重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力

D、绳的拉力和重力沿绳方向的合力

【变式2】

小球质量为m,用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方L/2处有一光滑圆钉C(如图所示)、今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线呈竖直状态且与钉相碰时（）

A、小球的速度突然增大

B、小球的向心加速度突然增大

C、小球的向心加速度不变

D、悬线的拉力突然增大

三、圆周运动实例

1、汽车过拱桥

【例3】

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0、6倍、如果汽车在这种高速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？如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？

【例4】

XXXXX：图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则

（）

A、a点与b点的线速度大小相等

B、a点与b点的角速度大小相等

C、a点与c点的线速度大小相等

D、a点与d点的向心加速度大小相等

【例5】

XXXXX：我们经常在电视看到男、女花样滑冰运动员手拉手在冰面上旋转并表演各种美妙的动作。现有甲、乙两名花样滑冰运动员，，他们面对面拉着弹簧秤各自以他们连线上某一点为圆心做匀速圆周运动的溜冰表演，若两人相距0、9 m，弹簧秤的示数为600N，则下列判断正确的是（）

A、两人的线速度相同，约为40 m/s

B、两人的角速度相同，约为5 rad/s

C、两人的运动半径相同，都是0、45 m

D、两人的运动半径不同A，甲为0、3 m，乙为0、6 mV2V1mo

【例6】

XXXXX：长为L的轻绳的一端固定在O点，另一端拴一个质量为m的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，小球能

通过最高点，则（）

A、小球通过最高点时速度可能为零

B、小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零

C、小球通过最低点时所受轻绳的拉力大小可能等于 mg

D、小球通过最低点时所受轻绳的拉力可能等于5mg

【变式练习】

如果把杆改为绳子，又选什么？

( )

【例7】

XXXXX：如图所示是离心试验器的原理图。可以用离心试验器来研究过荷对人体的影响，测试人的抗荷能力，离心实验器转动时，被测者做匀速圆周运动，现观察到图中的直线AB（即垂直于座位的直线）与水平杆OB成150角，已知OB=L，AB=d，人可视为质点，求:(1)被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？(2)此时实验器转动的角速度多大？

【巩固练习】

1、甲、乙两个质点分别做不同的圆周运动，下面说法中正确的是：（）

A、线速度较大的质点，速度方向变化较快

B、角速度较大的质点，速度方向变化较快

C、向心加速度较大的质点，速度方向变化较快

D、以上说法都不对

2、小球被细绳拴着做匀速圆周运动，轨道半径为R，向心加速度为a，那么（）

A、小球运动的角速度是

B、小球在t时间内通过的路程

C、小球做圆周运动的周期

D、在t时间内（细线）转过的角度

3、有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（）

A、游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁

B、游客处于失重状态

C、游客受到的摩擦力等于重力

D、游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势