专题06圆周运动-2022年高考物理一轮复习讲重点

专题06圆周运动 1、知道匀速圆周运动的定义及相关物理量；学习目标 2、知道匀速圆周运动的动力学特征； 3、会正确分析向心力的来源； 4、知道向心力的公式； 5、理解圆周运动的临界条件； 6、掌握利用牛顿运动定律分析匀速圆周运动问题。 公式： 角速度 知识链接 线速度 向心加速度 运行周期 向心力 一、描述圆周运动的物理量 1、描述圆周运动的物理量 　　描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等。 2、匀速圆周运动 　　特点：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的。 二、向心力的性质和来源 向心力是按力的效果命名的，它可以是做圆周运动的物体受到的某一个力或是几个力的合力或是某一个力的分力，要视具体问题而定。 　　在匀速圆周运动中，由于物体运动的速率不变，动能不变，故物体所受合外力与速度时刻垂直、不做功，其方向指向圆心，充当向心力，只改变速度的方向，产生向心加速度。 三、传动装置中各物理量之间的关系 　　在分析传动装置中各物理量的关系时，一定要明确哪个量是相等的，哪个量是不等的。 1、角速度相等：同轴转动的物体上的各点角速度相等。 2、线速度大小相等：（要求：在不打滑的条件下） （1）皮带传动的两轮在皮带不打滑的条件下，皮带上及两轮边缘各点的线速度大小相等； （2）齿轮传动；（3）链条传动；（4）摩擦轮传动； （5）交通工具的前后轮（自行车、摩托车、拖拉机、汽车、火车等等） 四、圆周运动实例分析 1、火车转弯 　　在转弯处，若向心力完全由重力G和支持力的合力来提供，则铁轨不受轮缘的挤压，此时行车最安全。R为转弯半径，为斜面的倾角， ， 所以。 （1）当时，即，重力与支持力的合力不 足以提供向心力，则外轨对轮缘有侧向压力。 （2）当时，即，重力与支持力的合力大于所需向心力，则内轨对轮缘有侧向压力。 （3）当时，，火车转弯时不受内、外轨对轮缘的侧向压力，火车行驶最安全。 2、汽车过拱桥 　　如汽车过拱桥桥顶时向心力完全由重力提供（支持力为零），则据向心力公式得： （R为圆周半径），故汽车是否受拱桥桥顶作用力的临界条件为：，此时汽车与拱桥桥顶无作用力。 1．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（　　）专项训练 A．秋千对小明的作用力小于 B．秋千对小明的作用力大于 C．小明的速度为零，所受合力为零 D．小明的加速度为零，所受合力为零 【答案】A 【详解】 在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有 由于小明的速度为0，则有 沿垂直摆绳方向有 解得小明在最高点的加速度为 所以A正确；BCD错误； 故选A。 2．如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激一质量为m的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1，飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N2，已知重力加速度为g，则N1与N2大小之差为（　　） A．0 B．2mg C．4mg D．6mg 【答案】B 【详解】 由牛顿第二定律得在最低点有 在最高点有 联立解得 故B项正确，ACD错误。 故选B。 3．坐在旋转木马上的小孩，绕中心轴做半径为2.0m的匀速圆周运动，当线速度为2.0m/s时，他的角速度是（　　） A．1.0rad/s B．2.0rad/s C．3.0rad/s D．4.0rad/s 【答案】A 【详解】 他的角速度为 故A正确，BCD错误。 故选A。 4．如图所示，长的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为，取重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是72N 【答案】B 【详解】 AB．在最高点，设杆对球的作用力为支持力，根据牛顿第二定律得 解得 假设正确，则球对杆的作用力为压力，大小为，A错误，B正确； CD．在最低点，杆对球一定为拉力，根据牛顿第二定律得 则拉力 则球对杆的拉力为，CD错误。 故选B。 5．如图所示的圆锥摆中，摆球A、B在同一水平面上做匀速圆周运动，关于A、B球的运动情况和受力情况，下列说法中正确的是（　　） A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球A所受的拉力小于摆球B所受的拉力 C．摆球A的速度小于摆球B的速度 D．A、B做匀速圆周运动的周期相等 【答案】D 【详解】 A．向心力是效果力，在受力分