寒假作业14 圆周运动-【寒假分层作业】2024年高一物理寒假培优练（人教版2019必修第一册）

完成时间： 月 日 天气： 作业14 圆周运动 一、圆周运动的运动学问题 1．描述圆周运动的物理量 2．匀速圆周运动 (1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动． (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． 二、圆周运动的动力学问题 1．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 Fn＝m＝mrω2＝mr＝mωv. (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． 2．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) ①当F＝0时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动． ②当0<F<mrω2时，物体逐渐远离圆心，做离心运动． 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． 3．匀速圆周运动与变速圆周运动中合力、向心力的特点 (1)匀速圆周运动的合力：提供向心力． (2)变速圆周运动的合力(如图) ①与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at，改变线速度的大小，当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动，反向时做减速圆周运动． ②指向圆心的分力Fn提供向心力，产生向心加速度an，改变线速度的方向． 1．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2，则ω的最大值是（　　） A． rad/s B． rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s 2．如图所示是杭州第19届亚运会链球比赛的场景。运动员双手握住柄环，经过预摆和圈连续加速旋转后用力将链球掷出，把链球整个运动过程简化为加速圆周运动和斜抛运动，忽略空气阻力。下列说法正确的是（    ）    A．链球圆周运动过程中受到的拉力不指向圆心 B．链球运动中，掷出瞬间的速度一定最大 C．链球掷出后运动过程中加速度的方向不断变化 D．链球掷出瞬间的速度越大，运动的水平距离越远 3．如图所示为学生使用的修正带，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，大、小齿轮的齿数之比。、两点分别位于大、小齿轮的边缘，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时，、两点的（　　） A．角速度之比为 B．角速度之比为 C．线速度大小之比为 D．转速之比为 4．一个质量为m的物体（体积可忽略），在半径为R的光滑半球顶点处以水平速度运动，如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．若，则物体对半球顶点压力为mg B．若，则物体对半球顶点的压力为 C．若，则物体对半球顶点的压力为 D．若，则物体对半球顶点的压力为零 5．如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则（    ） A．子弹在圆筒中的水平速度为 B．子弹在圆筒中的水平速度为 C．圆筒转动的角速度可能为 D．圆筒转动的角速度可能为 6．如图所示，压路机大轮半径是小轮半径r的2倍，压路机匀速行驶时，大轮边缘上A点相对其转动轴的向心加速度为0.12 m/s2。 （1）小轮边缘上B点相对其转动轴的向心加速度为多大? （2）大轮上距轴心的距离为的C点相对其转动轴的向心加速度为多大? 1．如图所示，质量为m的飞机以角速度在空中水平盘旋，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为。则空气对飞机的作用力大小为（　　） A． B．mg C． D． 2．某高中开设了糕点制作的选修课，小明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（20 cm）的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油， 蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是（　  　） A．圆盘转动的转速约为2π r/min B．圆盘转动的角速度大小为 rad/s C．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 m/s D．蛋糕边缘的奶油向心加速度约为90 m/s2 3．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．匀速圆周运动是速度不变的运动 B．匀速圆周运动的加速度不变化 C．任意相等时间内通过的位移相