第四章 第3讲　圆周运动的规律及应用-2021高考物理【赢在微点】大一轮复习顶层设计微讲·微练（word）全国卷人教版

第3讲　圆周运动的规律及应用 一、匀速圆周运动及描述 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在任意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。 2．运动参量 二、匀速圆周运动的向心力 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＝meq \f(v2,r)＝mrω2＝meq \f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r。 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、离心运动和近心运动 1．离心运动：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，就做逐渐远离圆心的运动。 2.受力特点(如图所示) (1)当F＝0时，物体沿切线方向飞出。 (2)当F<mrω2时，物体逐渐远离圆心。 (3)当F>mrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动。 3．本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要的向心力。 　 　　　　　　　　　　　 (判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(×) 2．做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比。(×) 3．做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力。(√) 4．做圆周运动的物体所受的合外力不一定指向圆心。(√) 5．做圆周运动的物体所受的合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出。(×) 1．(描述圆周运动的物理量)(多选)如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，它们的边缘有三个点A、B、C。关于这三点的线速度、角速度、周期和向心加速度的说法中正确的是(　　) A．A、B两点的线速度大小相等 B．B、C两点的角速度大小相等 C．A、C两点的周期大小相等 D．A、B两点的向心加速度大小相等 解析　自行车的链条不打滑，A点与B点的线速度大小相等，A项正确；B点与C点同一转轴转动，角速度相等，B项正确；由T＝eq \f(2πr,v)可知，A点的半径大于B点的半径，A点的周期大于B点的周期，而B点的周期与C点的周期相等，所以A点的周期大于C点的周期，C项错误；由向心加速度公式an＝eq \f(v2,r)，A点的半径大于B点的半径，可知A点的向心加速度小于B点的向心加速度，D项错误。 答案　AB 2．(向心力)如图所示，一圆盘可绕一过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个木块，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．因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相同 D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反 解析　从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析：由于圆盘转动时，以转动的圆盘为参考系，物体的运动趋势是沿半径向外背离圆心的，所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心。从做匀速圆周运动的物体必须有力提供向心力的角度来分析，木块随圆盘一起做匀速圆周运动，它必须受到沿半径指向圆心的合力，只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力，因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心，所以B项正确。 答案　B 3．(离心现象)(多选)如图所示，光滑水平面上一质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，则下列关于小球运动情况的说法正确的是(　　) A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动 解析　由F＝eq \f(mv2,R)知，若拉力变小，则F不能提供所需的向心力，R变大，小球做离心运动。反之，若F变大，小球将做近心运动，A、C、D三项正确。 答案　ACD 考点　圆周运动的运动学分析 考|点|微|探 1．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。 2．对a＝eq \f(v2,r)＝ω2r＝ωv的理解 在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比。 3．常见传动方式及特点 (1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同。 (2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小eq \a\vs4\al