17.圆周运动基础（讲义）—备战2023年高考物理重点专题讲练特训

人教版物理高考二轮复习--圆周运动基础 线速度、角速度、周期、向心力与向心加速度分析 【知识点分析】 一．线速度、角速度、周期之间的关系 1.线速度与周期的关系：v＝ 2.角速度与周期的关系：ω＝. 3.线速度与角速度的关系：v＝ωr. 二.同轴转动和皮带传动 1．同轴转动：角速度相同 2．皮带(齿轮)传动：线速度相同 三.向心力的大小 1．匀速圆周运动的向心力公式：F＝m＝mω2r＝mr()2. 2．物体做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，提供物体做圆周运动的向心力． 四.向心加速度 1．做匀速圆周运动的物体，加速度的方向指向圆心，这个加速度称为向心加速度． 2．向心加速度的大小的表达式：a＝＝rω2＝r＝ωv. 3．向心加速度的作用：向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小． 4．匀速圆周运动的性质：向心加速度的方向始终指向圆心，方向时刻改变，是一个变加速度，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，而是变加速运动． 【例题分析】 【例1】如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上A、B、C三点所在处半径分别为rA、rB、rC，且rA>rB=rC，则下列说法正确的是（　　） A．aA<aB=aC B． C． D．以上说法都不正确 2．如图所示，在德州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是（　　） A．司机和乘客具有相同的线速度 B．汽车所受的合力一定指向圆心 C．汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力 D．汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力 3．如图所示，为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为55kg的学员在A点位置，质量为50kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为4.0m，B点的转弯半径为3.0m，则学员和教练员（均可视为质点）（  ） A．角速度大小之比为4：3 B．线速度大小之比为4：3 C．向心力大小之比为4：3 D．周期之比为4：3 4．劳技课上，小柴同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕上每隔4s均匀“点”一次奶油，这样蛋糕一周就均匀“点”上了15个奶油，则下列说法正确的是（　　） A．圆盘转动的周期为60s B．圆盘的转速为 C．奶油运动过程中向心加速度不变化 D．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 5．如图所示，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，其质量为0.22kg，半径为0.5m。质量为0.1kg的小球，其直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，重力加速度的值取。则小球在最高点的速度大小为（    ） A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s 6．甲同学在周五离校时，看到乙同学的家长用某型号汽车接其回家，甲同学观察该汽车的后雨刮器，如图所示。设雨刮器摆臂可视为绕O点旋转的折杆，如图所示，长度a、长度，，部分装有胶条，雨刮器工作时胶条紧贴后窗平面可视为匀速率转动。雨刮器工作时下列说法正确的是（　　） A．A、B两点线速度大小之比为1∶4 B．A、B角速度之比1∶3 C．A、B加速度大小之比为1∶ D．B点加速度方向沿着指向A 7．假定某环岛路为圆形，汽车受到的最大静摩擦力与重力的比值恒定不变，则当汽车匀速率地通过环形路段时，汽车的侧向摩擦力达到最大时的最大速度称为临界速度，下列说法正确的是（　　） A．汽车所受的合力为零 B．汽车受重力、弹力、摩擦力和向心力的作用 C．汽车在环岛路外侧行驶时，其临界速度增大 D．若两辆车并排绕环岛中心转，则它们的速度相同 8．如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一质量为0.5m的菜盘，OA＝2OB，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是（　　） A．A、B两处菜盘的周期之比为1:2 B．A、B两处菜盘的线速度大小之比为2:1 C．A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为4:1 D．A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为1:1 9．半径分别为R和的两个半圆，分别组成如图甲、乙所示的两个圆弧轨道，一小球从某一高度下落，分别从甲、乙所示开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下的半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是 （　　） A．甲图中小球开始下落的高度比乙