第四章 第3讲　圆周运动（知识讲解）-2021锁定高考物理一轮总复习（Word）

第3讲　圆周运动 夯实基础·自主预演 —————————课前自主梳理　巩固基础知识————————— 一、描述圆周运动中的物理量 1. 描述匀速圆周运动的物理量 定义、意义 公式、单位 线速度(v) (1)描述做圆周运动的物体运动 快慢 的物理量 (2)是矢量，方向和半径垂直，沿圆周切线方向 v＝ ＝2πrn＝ 单位： m/s 角速度(ω) (1)描述物体绕圆心 转动快慢 的物理量 (2)是矢量(中学阶段不研究方向) ω＝ ＝2πn＝ 单位： rad/s 周期(T)和频率(f) 物体沿圆周运动 一圈 的时间 T＝ ， ＝ 单位： s f＝，单位：Hz 向心加速度(an) (1)描述速度方向变化快慢的物理量 (2)方向指向 圆心 an＝ ＝ ω2r 单位： m/s2 2. 匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长 相等 ，就是匀速圆周运动． (2)特点：加速度大小 不变 ，方向始终指向 圆心 ，是变加速运动． (3)条件：合外力大小 不变 ，方向始终与 速度 方向垂直且指向圆心． 3. 非匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小、方向均 变化 的圆周运动． (2)合力的作用 ①合力沿速度方向的分量Ft，产生切向加速度，Ft＝mat，它只改变速度的 大小 ． ②合力沿半径方向的分量Fn，产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的 方向 ． 二、向心力 1. 作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的 方向 ，不改变速度的 大小 ． 2. 大小：F＝mr＝mωv＝4π2mf2r.＝ mω2r ＝m 3. 方向：始终沿半径方向指向 圆心 ，时刻在改变，即向心力是一个变力． 4. 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，还可以由一个力的 分力 提供． 三、离心现象 1. 离心运动的定义：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的 向心力 情况下，就做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 飞出去的趋势． 3. 受力特点 (1)当F＝ mω2r 时，物体做匀速圆周运动． (2)当F＝0时，物体沿 切线 方向飞出． (3)当F ＜ mω2r时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图所示． (4)当F ＞ mω2r时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动． 1. 判断下列说法是否正确． (1)匀速圆周运动是匀加速曲线运动． (×) (2)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的快慢看周期或角速度． (√) (3)做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力． (√) (4)汽车转弯时速度过大就会向外发生侧滑，这是汽车轮胎受沿转弯半径向内的静摩擦力不足以提供汽车转弯所需向心力的缘故． (√) 2. (2019·辽宁丹东质检·多选)在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6.当齿轮转动的时候，下列关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点的说法正确的是(AC) A. A点和B点的线速度大小之比为1∶1 B. A点和B点的角速度之比为1∶1 C. A点和B点的角速度之比为3∶1 D. A点和B点的线速度大小之比为3∶1 解析　题图中三个齿轮边缘线速度大小相等，即A点和B点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr可得，线速度一定时，角速度与半径成反比，故A点和B点角速度之比为3∶1，选项A、C正确，B、D错误． 3. (2019·浙江台州模拟)汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，其示意图如图所示，可伸缩的液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中(C) A. A点相对O′点做圆周运动 B. A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等 C. A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等 D. A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等 解析　在合上后备箱盖的过程中，O′A的长度是变化的，因此A点相对O′点不是做圆周运动，故选项A错误；在合上后备箱盖的过程中，A点与B点都是绕O点转动，相同的时间绕O点转过的角度相同，即A点与B点相对O点的角速度大小相等，但是OB的长度大于OA的长度，根据v＝rω，可知B点相对于O点转动的线速度大，故选项B错误，C正确；根据向心加速度公式a＝rω2，可知B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的向心加速度，故选项D错误． 4. (2019·黑龙江大庆模拟)如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点．则小球在竖直平面内摆动的过程中，以下说法正确的是(C) A. 小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力 B. 在最高点A、B