高一物理圓周運(yùn)動(解析匯報版)

1、實用標(biāo)準(zhǔn)圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動1、定義：物體運(yùn)動軌跡為圓稱物體做圓周運(yùn)動。2、分類：勻速圓周運(yùn)動：質(zhì)點沿圓周運(yùn)動，如果在任意相等的時間里通過的圓弧長度相等，這種運(yùn)動就叫做勻速圓周運(yùn)動。物體在大小恒定而方向總跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲線運(yùn)動。注意：這里的合力可以是萬有引力衛(wèi)星的運(yùn)動、庫侖力電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)、彈力繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力錐擺、靜摩擦力水平轉(zhuǎn)盤上的物體等變速圓周運(yùn)動：如果物體受到約束，只能沿圓形軌道運(yùn)動，而速率不斷變化如小球被繩或桿約束著在豎直平面內(nèi)運(yùn)動，是變速率圓周運(yùn)動合力的方向并不總跟速度方向垂直3、描述勻

2、速圓周運(yùn)動的物理量（ 1）軌道半徑（ r ）：對于一般曲線運(yùn)動，可以理解為曲率半徑。（ 2）線速度（ v）：定義：質(zhì)點沿圓周運(yùn)動，質(zhì)點通過的弧長 S 和所用時間 t 的比值，叫做勻速圓周運(yùn)動的線速度。定義式： vst線速度是矢量：質(zhì)點做勻速圓周運(yùn)動某點線速度的方向就在圓周該點切線方向上，實際上，線速度是速度在曲線運(yùn)動中的另一稱謂，對于勻速圓周運(yùn)動，線速度的大小等于平均速率。（ 3）角速度（ ，又稱為圓頻率） ：定義：質(zhì)點沿圓周運(yùn)動，質(zhì)點和圓心的連線轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間的比值叫做勻速圓周運(yùn)動的角速度。大?。?( 是 t 時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的圓心角 )tT單位：弧度每秒（rad/s ）物理意義：描述質(zhì)

3、點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢（ 4）周期（ T）：做勻速圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時間叫做周期。（ 5）頻率（ f ，或轉(zhuǎn)速 n）：物體在單位時間內(nèi)完成的圓周運(yùn)動的次數(shù)。各物理量之間的關(guān)系：s2 rrfv2rtTv2rftt2T注意：計算時，均采用國際單位制，角度的單位采用弧度制。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)（ 6）圓周運(yùn)動的向心加速度定義：做勻速圓周運(yùn)動的物體所具有的指向圓心的加速度叫向心加速度。v 222大小： an2 r （還有其它的表示形式，如：an vr 2 f2 r）rT方向：其方向時刻改變且時刻指向圓心。對于一般的非勻速圓周運(yùn)動，公式仍然適用，為物體的加速度的法向加速度分量，r為曲率半徑；物體的另一

4、加速度分量為切向加速度a ，表征速度大小改變的快慢（對勻速圓周運(yùn)動而言， a =0）（ 7）圓周運(yùn)動的向心力勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合外力常常稱為向心力，向心力的來源可以是任何性質(zhì)的力，常見的提供向心力的典型力有萬有引力、洛侖茲力等。對于一般的非勻速圓周運(yùn)動，物體受到的合力的法向分力Fn 提供向心加速度（下式仍然適用），切向分力 F 提供切向加速度。向心力的大小為：Fnman m v 2m2r （還有其它的表示形式，如：rm 22Fn mvr m 2 f 2 r ）；向心力的方向時刻改變且時刻指向圓心。T實際上，向心力公式是牛頓第二定律在勻速圓周運(yùn)動中的具體表現(xiàn)形式。五、離心運(yùn)動1、定義：做圓

5、周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動所需向心力情況下，就做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫離心運(yùn)動。2、本質(zhì)：離心現(xiàn)象是物體慣性的表現(xiàn)。離心運(yùn)動并非沿半徑方向飛出的運(yùn)動，而是運(yùn)動半徑越來越大的運(yùn)動或沿切線方向飛出的運(yùn)動。離心運(yùn)動并不是受到什么離心力，根本就沒有這個離心力。3、條件：當(dāng)物體受到的合外力Fnman 時，物體做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)物體受到的合外力Fnman 時，物體做離心運(yùn)動當(dāng)物體受到的合外力Fnman 時，物體做近心運(yùn)動實際上，這正是力對物體運(yùn)動狀態(tài)改變的作用的體現(xiàn)，外力改變，物體的運(yùn)動情況也必然改變以適應(yīng)外力的改變。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)=0Fvv2FmRv2F=mR4兩類典型

6、的曲線運(yùn)動的分析方法比較（ 1）對于平拋運(yùn)動這類“勻變速曲線運(yùn)動” ，我們的分析方法一般是“在固定的坐標(biāo)系內(nèi)正交分解其位移和速度” ，運(yùn)動規(guī)律可表示為x0t ,x0 ,1gt 2 ；yygt .2（ 2）對于勻速圓周運(yùn)動這類“變變速曲線運(yùn)動” ，我們的分析方法一般是“在運(yùn)動的坐標(biāo)系內(nèi)正交分解其力和加速度” ，運(yùn)動規(guī)律可表示為F切ma切0,F法F向ma向m 2mr 2m .r一、選擇題（本大題共 12 小題，每小題 3 分，共 36 分，本題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意， 請將所選項前的字母填寫在答題卡中對應(yīng)題號下的空格中）1、物體做曲線運(yùn)動時，下列說法中不可能存在的是：（ B）A速度

7、的大小可以不發(fā)生變化而方向在不斷地變化。B速度的方向可以不發(fā)生變化而大小在不斷地變化C速度的大小和方向都可以在不斷地發(fā)生變化D加速度的方向在不斷地發(fā)生變化2、關(guān)于曲線運(yùn)動的說法中正確的是：（ A）A做曲線運(yùn)動物體的加速度方向跟它的速度方向不在同一直線上B速度變化的運(yùn)動必定是曲線運(yùn)動C受恒力作用的物體不做曲線運(yùn)動D加速度變化的運(yùn)動必定是曲線運(yùn)動3、關(guān)于運(yùn)動的合成，下列說法中正確的是：（D）A合運(yùn)動的速度一定比每一個分運(yùn)動的速度大B兩個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動C只要兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動，那么合運(yùn)動也一定是直線運(yùn)動D兩個分運(yùn)動的時間一定與它們合運(yùn)動的時間相等4、關(guān)于做平拋運(yùn)動的物體，下列

8、說法中正確的是：（D）A從同一高度以不同速度水平拋出的物體，在空中的運(yùn)動時間不同精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)B以相同速度從不同高度水平拋出的物體，在空中的運(yùn)動時間相同C平拋初速度越大的物體，水平位移一定越大D做平拋運(yùn)動的物體，落地時的速度與拋出時的速度大小和拋出時的高度有關(guān)5、一物體從某高度以初速度 v0水平拋出，落地時速度大小為vt ，則它的運(yùn)動時間為： （D）vtv0Bvt v0Cvt 2v0 2vt 2v0 2A2g2gDgg6、做勻速圓周運(yùn)動的物體，下列哪些量是不變的：（B）A線速度B 角速度C 向心加速度D 向心力7、關(guān)于圓周運(yùn)動的向心加速度的物理意義，下列說法中正確的是：（ C）A它描述的是線

9、速度大小變化的快慢B它描述的是角速度大小變化的快慢C它描述的是線速度方向變化的快慢D以上說法均不正確8、如圖所示，為一在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的圓錐擺，關(guān)于擺球A 的受力情況，下列說法中正確的是：（ C）A擺球 A 受重力、拉力和向心力的作用B擺球 A 受拉力和向心力的作用C擺球 A 受拉力和重力的作用D擺球 A 受重力和向心力的作用、如圖所示，小物塊A 與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動，則下列關(guān)于A的受力情況說法正確的是（B）A受重力、支持力B受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C受重力、支持力、摩擦力和向心力D受重力、支持力和與運(yùn)動方向相同的摩擦力10、質(zhì)量為 m 的汽車，以速率

10、v 通過半徑為 r的凹形橋，在橋面最低點時汽車對橋面的壓力大小是：（ D）A mgB mv2C m gm v2D mgmv2rrr11、物體以速度v0 水平拋出，若不計空氣阻力，則當(dāng)其豎直分位移與水平位移相等時，以下說法中不正確 的是（ A）A 豎直分速度等于水平分速度B 即時速度大小為5v02v022C 運(yùn)動的時間為D運(yùn)動的位移為2v0gg12、一條河寬為 d ，河水流速為 v1 ，小船在靜水中的速度為v2 ，要使小船在渡河過程中所行路程 S 最短，則：（ C）A當(dāng)v2v1v2v12v22SBsdv1當(dāng)時，時， dv1精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)C當(dāng) v1 v2 時， sv1 dD當(dāng) v2 v1 ， s

11、v2dv2v1二、填空題（本大題共 6 小題，每空 2 分，共 24 分。把答案填寫在題中橫線上的空白處，不要求寫出說明或過程）13在長為80cm的玻璃管中注滿清水，水中放一個可以勻速上浮的紅蠟燭，將此玻璃管豎直放置，讓紅蠟燭沿玻璃管從底部勻速上升，與此同時， 讓玻璃管沿水平方向向右勻速移動，若紅蠟燭在玻璃管中沿豎直方向向上運(yùn)動的速度為8cm/s ，玻璃管沿水平方向移動的速度為 6cm/s ，則紅蠟燭運(yùn)動的速度大小是10cm/s，紅蠟燭上升到水面的時間為10S。14、小球從離地5m高、離豎直墻4m遠(yuǎn)處以 8m/s 的速度向墻水平拋出，不計空氣阻力，則小球碰墻點離地高度為3.75m，要使小球不碰

12、到墻， 它的初速度必須小于4m/s。（取 g = 10m/s2 ）15、如圖所示皮帶轉(zhuǎn)動輪，大輪直徑是小輪直徑的2倍， A 是大輪邊緣上一點，B 是小輪邊緣上一點， C 是大輪上一點， C 到圓心 O1 的距離等于小輪半徑。轉(zhuǎn)動時皮帶不打滑，則A、B 兩點的角速度之比 ： _1 ： 2，ABB、C 兩點向心加速度大小之比aB ：aC _4:1_。16一輛汽車以 54km/h 的速率通過一座拱橋的橋頂，汽車對橋面的壓力等于車重的一半，這座拱橋的半徑是45m。若要使汽車過橋頂時對橋面無壓力，則汽車過橋頂時的速度大小至少是15 2 m/s。17從某高度處以 12m/s 的初速度水平拋出一物體，經(jīng)2s

13、 落地， g 取 10m/s2，則物體拋出處的高度是 _20_m，物體落地點的水平距離是_24_m。18如圖所示是在“研究平拋物體的運(yùn)動”的實驗中記錄的一段軌跡。已知物體是從原點O水平拋出，經(jīng)測量C 點的坐標(biāo)為(60 ， 45) 。則平拋物體的初速度 v0 2m/s，該物體運(yùn)動的軌跡為一拋物線，其軌跡方程為y45 x2精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)三、計算題（本大題共個小題，第 19 題 6 分，第 20 題 10 分，第 21 題 12 分，第 22 題 12 分，共 40 分。要求寫出主要的文字說明、方程和演算步驟，只寫出答案而未寫出主要的演算過程的不能得分，答案中必須寫出數(shù)字和單位）19、某同學(xué)在某磚

14、墻前的高處水平拋出一石子，石子在空中運(yùn)動的部分軌跡照片如圖所示。從照片可看出石子恰好垂直打在一傾角為37O 的斜坡上的A 點。已知每塊磚的平均厚度為20cm，拋出點到A 點豎直方向剛好相距100 塊磚，求：（ 1）石子在空中運(yùn)動的時間t ；（ 2）石子水平拋出的速度v0。19題 6 分，解：（ 1）由題意可知：石子落到A 點的豎直位移y=100 20 10-2 m=2m （ 1 分）由 y=gt 2/2 （ 1 分）得 t =2s （ 1 分）（ 2）由 A 點的速度分解可得v0= v y tan37 0 （ 1分）又因 vy=g，解得 vy=20m/s （ 1 分） 故 v0=15m/s。

15、（ 1 分）20. A 、B 兩小球同時從距地面高為h=15m處的同一點拋出，初速度大小均為v0=10 m / s A球豎直向下拋出， B 球水平拋出，空氣阻力不計，重力加速度取g=l0m s2求：(1)A球經(jīng)多長時間落地 ?(2)A球落地時， A、 B 兩球間的距離是多少 ?20題 10分，解：（ 1）A 球做豎直下拋運(yùn)動：hv0t1 gt 2 將 h15m 、 v0 10m / s代入，可得： t1s （25 分）xv0tx10 m（ 2） B球做平拋運(yùn)動：1將 v010m / s 、 t1s代入，可得：2y5mygt2此時 A球與 B 球的距離 L 為： Lx2( h y) 2將 x 、

16、 y 、 h 代入，得： L10 2m5 分）精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)21如圖所示，長為R 的輕質(zhì)桿（質(zhì)量不計） ，一端系一質(zhì)量為m 的小球（球大小不計） ，繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，若小球最低點時，桿對球的拉力大小為1.5 mg ，求： 小球最低點時的線速度大小？小球通過最高點時，桿對球的作用力的大??？小球以多大的線速度運(yùn)動，通過最高處時桿對球不施力？21 題 12 分，解：（1）小球過最低點時受重力和桿的拉力作用，由向心力公式知2解得 vgR / 25R （ 4 分）T G mR21 mg2）小球以線速度 v5R 通過最高點時所需的向心力F向 mR2F向 小于 mg ，故桿對小球施加支持力FN 的作用，小球所受重力G和支持力 FN的合力提供向心力， G FN 1 mg ，解得 FN 1 mg （ 4 分）2223 ） 小 球 過 最 高 點 時 所 需 的 向 心 力等 于 重 力 時 桿 對 球 不 施 力 ， F向 mg m解 得RvgR10R （ 4 分）22如圖所示，軌道 ABCD的 AB段為一半徑 R=0.2 m 的光滑 1/4 圓形軌道， BC段為高為 h=5 m 的豎直軌道， CD段為水平軌道。一質(zhì)量為 0.1 kg 的小球由 A 點從靜止開始下滑到 B 點時速度的大小為2 m /s ，離