5.圆周运动-2023-2024学年高一物理下学期同步培优练（教科版2019必修第二册）

第5讲　 圆周运动 5.1基础巩固 1.思考判断 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。( ) (2)物体做匀速圆周运动时，其角速度大小是不变的。( ) (3)物体做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。( ) (4)匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。( ) (5)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。( ) (6)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。( ) (7)向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。( ) (8)变速圆周运动的向心力不指向圆心。( ) 2.如图1所示，甲、乙两车在水平面内的同心圆弧道路上转弯，甲行驶在内侧，乙行驶在外侧，它们转弯时线速度大小相等，则两车在转弯时，下列说法正确的是(　　) 图1 A.角速度：ω甲＝ω乙 B.向心加速度：a甲>a乙 C.向心力：F甲<F乙 D.地面对车的摩擦力：Ff甲>Ff乙 3.如图2所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，若A轮半径是B轮半径的1.5倍，则下列说法中正确的是(　　) 图2 A.A、B两点的线速度大小之比为3∶2 B.A、B两点的角速度大小之比为2∶3 C.A、B两点的周期之比为2∶3 D.A、B两点的向心加速度大小之比为1∶1 5.2考点精析 考点一　圆周运动的运动学问题 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＝＝ω2r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.常见的传动方式及特点 (1)皮带传动：如图3甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。 图3 (2)摩擦传动和齿轮传动：如图4甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。 图4 (3)同轴转动：如图5甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。 图5 例1 游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图6所示，一小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0 m，小孩旋转5周用时1 min，则下列说法正确的是 (　　) 图6 A.小孩做圆周运动的角速度为 rad/s B.小孩做圆周运动的线速度为2π m/s C.小孩在1 min内通过的路程为15π m D.小孩做圆周运动的向心加速度为2 m/s2 跟踪训练 1.如图7是某电力机车雨刮器的示意图。雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是(　　) 图7 A.P点的线速度始终不变 B.P点的向心加速度不变 C.M、N两点的线速度相同 D.M、N两点的运动周期不同 2.(多选)如图8所示在半径为R的水平圆盘中心轴正上方a点水平抛出一小球，圆盘以角速度ω匀速转动，当圆盘半径Ob方向恰好转到与小球初速度方向相同的位置时，将小球抛出，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为b，重力加速度为g，则小球抛出点a距圆盘的高度h和小球的初速度v0可能满足(　　) 图8 A.h＝，v0＝ B.h＝，v0＝ C.h＝，v0＝ D.h＝，v0＝ 考点二　圆周运动的动力学问题 1.匀速圆周运动的实例分析 运动 模型 向心力的 来源图示 运动 模型 向心力的 来源图示 飞机水 平转弯 火车 转弯 圆锥摆 飞车 走壁 汽车在 水平路 面转弯 水平 转台 (光滑) 2.变速圆周运动的向心力 如图9所示，当小球在竖直面内摆动时，半径方向的合力提供向心力，即 T－mgcos θ＝m。 图9 3.圆周运动的动力学问题的分析思路 角度　向心力的来源分析 例2 如图10所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　) 图10 A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力 B.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力 C.漏斗壁对小球的支持力方向指向其圆周运动的圆心 D.小球的运动状态保持不变 角度　圆周运动的动力学问题 例3 我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验(　　) 图11 A.小球的速度大小均发生变化 B.小球的向心加速度大小均发生变化 C.细绳的拉力对小球均不做功 D.细绳的拉力大小均发生变化 角度　圆锥摆(筒)模型 例4