专题4.3 圆周运动-2019高考物理一轮复习考点大通关

考点精讲 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动． (2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动． (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． 2．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，现比较如下表： 意义、方向 公式、单位 线速度 (v) ①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量 ②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 ①v＝＝ ②单位：m/s 角速度(ω) ①描述物体绕圆心转动快慢的物理量 ②中学不研究其方向 ①ω＝＝ ②单位：rad/s 周期(T)和转速(n)或频率(f) ①周期是物体沿圆周运动一周的时间 ②转速是物体单位时间转过的圈数，也叫频率 ①T＝ 单位：s ②n的单位：r/s、 r/min，f的单位：Hz 向心加速度(a) ①描述速度方向变化快慢的物理量 ②方向指向圆心 ①a＝＝rω2 ②单位：m/s2 [来源:学#科#网] 二、　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 F＝mr＝mωv＝4π2mf2r. ＝mω2r＝m 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． 4．来源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力． 2．轨道的确定 确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．寻找与半径相关的已知量． 3．受力分析 分析物体的受力，画出物体受力示意图，利用力的合成或分解把力分解到三个方向上． (1)与轨道圆垂直的方向，此方向受力平衡． (2)轨道圆的切线方向，匀速圆周运动中此方向受力平衡；变速圆周运动中速度最大或最小的点，此方向也受力平衡． (3)轨道圆的径向，此方向合力指向圆心即向心力，使用牛顿第二定律． 根据三个方向上所列方程求解． 三、离心现象 1．定义 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．本质 做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势． 3．受力特点 当F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿切线方向飞出；当F<mrω2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图4­3­1所示． 考点精练 题组1圆周运动 1．做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是(　　) A．速度 B．速率 C．角速度 D．周期 2．一质点做匀速圆周运动时，圆的半径为r，周期为4 s，那么1 s内质点的位移大小和路程分别是(　　) A．r和和 B. C.r和r D.r和 3．如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点(　　) A．角速度之比ωA∶ωB＝∶1 B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶ C．线速度之比vA∶vB＝∶1 D．线速度之比vA∶vB＝1∶ 4．下列关于向心加速度的说法中正确的是 (　　) A．向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢 B．向心加速度表示角速度变化的快慢 C．向心加速度描述线速度方向变化的快慢 D．匀速圆周运动的向心加速度不变 5．在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心。能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是 (　　) [来源:学,科,网Z,X,X,K] 6. 如图所示，一个匀速转动的圆盘上有a、b、c三点，已知Oc＝Oa，则下面说法中错误的是(　　) A．a、b、c三点的角速度相同 B．a、b两点线速度相同 C．c点的线速度大小是a点线速度大小的一半 D．a、b、c三点的运动周期相同 题组2 匀速圆周运动与变速圆周运动 1. 如图甲所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度逐渐增大时(不滑动),下列说法正确的是(　　)。 A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了 C.物体所受弹力和摩擦力都减小了 D.物体所受弹力增大,摩擦力不变 2．甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半径之比为1∶5，线速度之比为3∶2，则下列说法正确的是 (　　) A．甲、乙两物体的角速度之比是2∶15 B．甲、乙两物体的角速度之比是10∶3 C．甲、乙两物体的周期之比是2∶15 D．甲、乙两物体的周期之比是10∶3 3. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图14中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h