专题10 圆周运动-【寒假名师帮】2022-2023学年高一物理培优作业

第六章 圆周运动 重难点突破十 圆周运动 [典型例题、重难点剖析] 重难点一：描述圆周运动的物理量及其关系 1．圆周运动各物理量间的关系 向心力 Fn＝man＝m＝mrω2＝mωv＝m＝4mπ2f2r 注：(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an＝＝ω2r的理解：当v一定时，an与r成反比；当ω一定时，an与r成正比。 2．常见的四种传动方式及特点 （1）四种传动方式 (1)同轴传动(图甲)；(2)皮带传动(图乙)；(3)齿轮传动(图丙)；(4)摩擦传动(图丁)． （2）传动装置的特点 (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．（同轴角速度等） (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相等．（通线线速度等） 重难点突破训练一：描述圆周运动的物理量及其关系 1.(2021·全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为(　　) A．10 m/s2 B．100 m/s2 C．1000 m/s2 D．10000 m/s2 2.(2019·江苏高考)(多选)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱(　　) A．运动周期为 B．线速度的大小为ωR C．受摩天轮作用力的大小始终为mg D．所受合力的大小始终为mω2R 3.(2020·全国卷Ⅰ)如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(　　) A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N 4．学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为1m，可绕转轴O在竖直面内匀速转动；自动识别区ab到a＇b＇的距离为6.9m。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为0.3s；若汽车可看成高1.6m的长方体，闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m。要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角速度至少为（　　） A． B． C． D． 5.儿童自行车两侧有两个保护轮防止儿童摔倒，已知后轮的半径是保护轮半径的三倍，取后轮和保护轮边缘上的点分别为 和 ，当儿童正常骑车车轮无滑动时，则 两点（　　） A．转动周期相同 B．转动周期之比为 C．线速度大小之比为 D．角速度大小之比为 6.闪光跳跳球是非常适合锻炼身体的玩具，如图1所示，其一端套在脚踝处，抖动腿可以使闪光轮转动，闪光轮整体围绕圆心O转动，如图2所示，由于和地面的摩擦，闪光轮又绕自身圆心转动，且闪光轮始终和地面接触并不打滑。已知闪光轮到圆心O的距离为R，闪光轮的半径为r，闪光轮相对于自身圆心的角速度大于等于时才会发光，为了使闪光轮发光，闪光轮绕O点转动的角速度至少是（　　） A． B． C． D． 重难点二：水平面上圆周运动的分析 一、圆锥摆 1．圆锥摆模型的受力特点：受两个力，且两个力的合力沿水平方向，物体在水平面内做匀速圆周运动。 2．运动实例：飞机水平转弯、火车转弯、物体在光滑半圆形碗内做匀速圆周运动等。 3.解决圆锥摆临界问题的技巧 圆锥摆的临界问题，主要就是与弹力有关的临界问题。 (1)绳子松弛的临界条件是：绳恰好拉直且没有弹力；绳子断开的临界条件是：绳上的拉力恰好达最大值。 (2)两物体接触或脱离的临界条件是：两物体间的弹力恰好为零。 (3)对于半圆形碗内的水平圆周运动，有两类临界情况：①摩擦力的方向发生改变；②发生相对滑动。 二、水平转盘上的圆周运动及其临界问题 水平转盘上圆周运动的临界问题，主要涉及与摩擦力和弹力有关的临界极值问题。 1．如果只有摩擦力提供向心力，物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，则最大静摩擦力Fm＝，方向指向圆心。 2．如果水平方向除受摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体在水平面上转动，其临界情况要根据题设条件进行判断，如判断某个力是否存在以及这个力存在时的方向(特别是一些接触力，如静摩擦力、绳的拉力等)。 重难点突破训练二：水平面上圆周运动的分析 1.圆周运动是生活中常见的一种运动。一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一超做匀速圆周运动，