高中物理-专题练习-高三物理总复习专题讲座(圆周运动

高三物理总复习专题讲座（圆周运动、万有引力）

一、基本概念

1、曲线运动

物体做曲线运动的条件:一定受到与速度方向不在同一条直线上的合外力的作用。

（1）作曲线运动质点的速度方向是时刻改变的，质点在某一位置速度的方向就在曲线上该点的切线方向上。

（2）曲线运动一定是具有加速度的变速运动，有时，它的加速度只改变速度方向(如匀速圆周运动)，有时，它的加速度能同时改变速度的方向和大小(如平抛运动等)．

（3）如果合外力方向与速度方向在同一条直线上，那么合外力所产生的加速度就只能改变速度大小，不能时刻改变速度的方向了．

（4）做曲线运动的物体的速度大小可能是不变的，如匀速圆周运动等．做曲线运动的物体加速度的大小、方向也可能是不变的，如抛体运动等．速度的大小和方向、加速度的大小和方向都变化的曲线运动也是屡见不鲜的。

2、匀速圆周运动

质点沿圆周运动，且在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动．描述匀速圆周运动快慢的物理量

T r t s v π2==； T t π?ω2==； f

T 1=； v=ωr ；转数（转/秒）n=f 同一转动物体上，角速度相等；同一皮带轮连接的轮边缘上线速度相等。

（1）线速度可以反映匀速圆周运动的快慢．它的大小用单位时间内通过的弧长来定义，即：v=s/t

线速度大，表示单位时间通过的弧长长，运动得就快．这里的s 不是位移，而是弧长．这与匀速直线运动速度的定义式是不同的。

线速度也是矢量．圆周上某一点线速度的方向，就在该点的切线方向上．由匀速圆周运动的定义可知，匀速圆周运动线速度的大小是不变的，但它的方向时刻改变，所以匀速圆周运动并不是匀速运动而是变速运动。

（2）角速度也可反映匀速圆周运动的快慢．角速度是用半径转过的角度φ与所用时间t 的比值来定义的，即：ω=φ/t(这里的角度只能以弧度为单位)．

角速度大，表示在单位时间内半径转过的角度大，运动得也就快．在某一确定的匀速圆周运动中，角速度是恒定不变的．角速度的单位是rad ／s ．

（3）周期也可描述匀速圆周运动的快慢．做匀速圆周运动物体运动一周所需的时间叫周期．周期的符号是T ，单位是s 。周期长，表示运动得慢；周期短，表示运动得快．

（4）有时也用转数n 来表示匀速圆周运动的快慢．转数就是每秒钟转过的圈数，它的单位是转／秒．ω=2πn ．

设质点沿圆周运动了一周，我们可根据这些物理量的定义式推导出它们之间有如下关系：v=2πr/T ，ω=2π/T ，v =ωr ，T=1/f ，T=1/n

3、向心加速度、向心力

r f r T

r r v a 222

22)2(4ππω==== r f m r T

m r m r v m ma F 222

22)2(4ππω=====

向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，产生向心加速度的力叫向心力。向心力和向心加速度都时刻在改变（圆周运动一定是非匀变速运动）。

ω相同时，a 与r 成正比；v 相同时，a 与r 成反比；r 相同时，a 与ω2成正比，与v

2成反比。

[例] 机械手表中的分针与秒针可视为匀速转动，分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为：

A ．1 min

B ．

6059min C ．5960 D ．60

61min [解答]分针的角速度1800

360021ππω==rad/s 秒针的角速度306022ππω== rad/s 设经时间t 两针第二次重合，则ω2t-ω2t ＝2π 得：59

60593600==t ∴选答案C （1）匀速圆周运动既然是变速运动，那么做匀速圆周运动的物体必然有加速度．我们已经知道，与速度同向的加速度能使速度增大，与速度反向的加速度能使速度减小．但匀速圆周运动的速率既不增大也不减小，这说明它不具有与速度同向或反向的加速度，这个加速度也就只能时刻与速度相垂直，它所起的作用也仅是改变线速度的方向．与线速度相垂直也必与圆周切线相垂直，也必过圆心。所以，匀速圆周运动的加速度又被称为向心加速度，因为它的方向始终指向圆心．向心加速度也是矢量。

因为v 、ω的大小均不变，所以向心加速度的大小也就不变，但由于a 的方向始终垂直于速度在旋转变化，所以向心加速度不是恒量而是变量．匀速圆周运动不是匀加速运动而是变加速运动．

（2）向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。（向心力永远不做功）

显然，向心力的大小也是不变的，但其方向同样也与向心加速度的方向一样指向圆心且不断旋转变化着．所以向心力是变力，而不是恒力．

向心力这个名称是根据力的效果命名的，它是物体受的某一个力或某几个力的合力产生的一种效果．并不是说做圆周运动的物体又受到了另外一个新的特殊的力．

在匀速圆周运动中，向心力是由物体受到的合外力来担任的．也就是说，做匀速圆周运动的物体所受到的合外力的大小是不变的，方向始终与鸿度墨直并指向圆心．它只能改变速度的方向，不能改变速度的大小．求解匀速圆周运动的动力学基础仍是牛顿第二定律，这就提醒我们在处理匀速圆周运动问题时，同样也离不开分析物体的受力．

4、万有引力定律

万有引力定律是牛顿在研究天体运动规律的过程中发现的，它是自然科学最伟大的成果之一，宇宙间一切物体都是相互吸引的．任何两个物体间引力的大小跟它们质量的乘积成正

比，跟它们距离的平方成反比．这就是万有引力定律，用公式来表示为：F=Gm 1m 2/r 2

式中G 为引力常量，G 的单位从上述公式中可推导出是N ·m 2／kg 2，G 的数值为6.67×

10-11．这个数值等于两个质量1kg 的物体相距1m 时相互之间万有引力的牛顿数．它最初是由卡文迪许用石英扭秆测定的.

普通两个物体之间的万有引力是微不足道的，我们一般不予考虑．但在天体系统中，由于天体质量很大，所以它们之间的万有引力十分强大，天体之间的万有引力是这些天体做什么运动、怎样运动的直接的、决定性的因素．月亮绕地球运转，地球绕太阳公转，月亮、地球在运动过程中所需要的向心力就是由万有引力来提供的。

[练习一]

（1）以下说法是否正确

● 因为 n πω2= (n 为转数)，所以角速度与转数成正比．

● 向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢

● 向心加速度描述的是质点在圆周运动中，向心力变化的快慢

（2）如图所示，为A 、B 两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像．其中A 为双曲线的一个分支．由图可知：

A ．A 物体运动的线速度大小不变

B ．A 物体运动的角速度大小不变

C ．B 物体运动的角速度大小不变

D ．B 物体运动的线速度大小不变

答案：AC

（3）如图所示，物体在恒力F 作用下沿曲线从A 运动到B ，这

时突然使它所受力反向，大小不变，即由F 变为-F ，关于此后物体

的运动情况，下列说法正确的是：

A ．物体不可能沿曲线Ba 运动；

B ．物体不可能沿直线

Bb 运动；

C ．物体不可能沿曲线Bc 运动；

D ．物体不可能沿原曲线

B 返回A 。

（4）物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力方向的关系是：

A ．速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的；

B ．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同；

C ．速度方向总是和合外力方向相同，加速度方向可能和合外力相同，也可能不同；

D ．速度方向与加速度方向或合外力方向可以成任意夹角．

（5）如图所示，在匀强电场内将一质量为m 、电量为q 的

摆球拉至与悬点O 同一水平面处，由静止释放，则在开始的一

小段时间内摆球将作：

A ．匀速直线运动；

B ．匀加速直线运动；

C ．匀减速直线运动；

D ．变速圆周运动．二、向心力应用问题

1、向心力的来源

向心力是合外力在指向圆心方向的分力，它不是某种性质力的名称，而是根据力的作用效果来命名的。向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由某一个力的分力提供。

如果合外力始终指向圆心且大小不变，则物体作匀速圆周运动。

2、向心力公式的应用

应用方法：

● 以指向圆心方向为正方向。

● 将物体所受到的各个外力分解到指向圆心方向。

● 求出指向圆心的各个分力的合力，即为向心力。

● 据牛顿第二定律列方程F 向=ma 向

[例]在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯

时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。

设拐弯路段是半径为R 的圆弧，要使车轮与路面之间的横向(即垂直于

前进方向)摩擦力等于零，车速v 应多大？

[解答]

如图所示，为汽车在水平面内做匀速圆周运动的受力情况。重力与路面的弹力的

合力提供向心力，由平行四边形定则及牛顿第二定律得：

F 合/G=tg θ F 合=mv 2/R ∴θgRtg v =

[练习二]

（1）关于向心力，下列说法中正确的是：

A ．物体受到向心力作用才可能做圆周运动

B ．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的

C ．向心力可能是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可能是其中某一种力或某一种力的分力

D ．向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢

（2）放置在地面上的物体，由于地球自转

A ．都具有向心加速度

B ．向心加速度大小随纬度增加而减小

C ．向心加速度方向都指向地球中心

D ．产生此向心加速度的力都是由地球对物体的引力提供的

[解答]物体做匀速圆周运动，随着纬度的增加，半径减小，由a=ω2R

可知，a 减小，向心力由引力与地球的弹力的合力提供，答案：AB 。

（3）如图所示，小球用长为L 的细绳悬于O 点，使之在竖直平面内

做圆周运动，小球通过最低点时速率为v ，则小球在最低点时细绳的张力

大小为＿＿＿＿。(小球质量为m)

（4）如图，质量为m 的滑块滑到弧形底端时速率为v ，已知圆弧形

轨道的半径为R ，则滑块在圆弧形轨道最低点时对轨道的压力大小为＿＿

＿＿。

（5）如图示，质量为m 的小球用细绳悬于O 点，绳长为L ，在竖直

平面内做圆周运动，到达最高点时速度为v ，则此时绳子的张力为＿＿＿．

三、求解匀速圆周运动的思路和步骤

匀速圆周运动的求解应在动力学问题的框架范围内．它的核心仍是Σ

F=ma ．

(1)确定研究对象，分析其受力仍是解题的首要和关键的步骤．

(2)以指向圆心的方向为正方向，来确定各个力的正、负号。建立起牛顿第二定律的方

程，并结合运用a=v 2/R=ω2R 等有关知识求解．

[例]如图所示，有一质量为m 的小球P 与穿过光滑水平板上小孔O 的轻绳相连，用手捡着绳子另一端，使P 在水平板内绕O 作半径为a 角速度

为ω的匀速圆周运动.求：(1)此时拉绳的力多大；(2)

若将绳子从此状态迅速放松，后又拉直，使P 绕O 作半

径为b 的匀速圆周运动．从放松到拉直这段过程经过了

多长时间?(3)P 作半径为b 的匀速圆周运动时，绳子拉

力又为多大? [解答]（1）手拉绳子力的大小与绳拉球作匀速圆

周运动向心力的大小是相等的，故有F=m ω2a

(2)松手后，绳子拉力消失．小球将从刚松手的位置，沿圆周的切线方向，在光滑的水平面上作匀速直线运动．当绳在水平板上长为b 时，绳又被拉紧．在这一段匀速直线运动的过程中，球运动的距离为22a b -(如图b 所示)，故

t=s/v=22a b -/（a ω）

(3)将刚拉紧绳时球的速度a ω1分解为沿绳分量和垂直于绳分量。在绳被拉紧的短暂过程中，球损失了沿线的分速度，保留着垂直于绳的分速度作匀速圆周运动．被保留的速度的

大小为：v ＇=va/b= a 2ω/b

所以绳子后来的拉力F ＇为：Ｆ＇＝ｍｖ＇２／Ｒ＇＝ｍω２ａ４／ｂ

３四、竖直面上圆周运动最高点：恰能通过最高点的临界速度gR v =

最低点：最大速度、最大拉（压）力

联系最高点和最低点：机械能守恒定律

[例]如图，轻杆长Ｌ，质量可忽略不计，杆的一端连接着一质量为ｍ的小球，另一端装在固定转轴上．设小球在竖直平面内作圆周运动．(1)当它在圆周的最低点，速率为ｖ时，求其对杆作用力的大小和方向；(2)当它在圆周最高点，速率为

ｖ时，求其对杆作用力的大小和方向．

[解答]小球在竖直平面内作的圆周运动并不是匀速圆周运

动。但在最低点和最高点这两个特殊位置，我们仍可用求解匀速

圆周运动的方法和公式求解，因为在这两个位置。小球受的外力

都在圆周半径方向上，它们的合力就是向心力．

在最低点：此位置杆对球作用力Ｎ的方向只可能向上，并且

Ｎ＞ｍｇ，故有：

Ｎ－ｍｇ＝ｍｖ２／Ｒ，Ｎ＝ｍｇ＋ｍｖ２/L ．

在最高点：此位置杆对球作用力的方向尚不能确定，我们可暂时假设N 与mg 同向，

即杆对球有向下拉力作用．则有ｍｇ+Ｎ=ｍｖ２／Ｌ,Ｎ＝ｍｖ２／Ｌ－ｍｇ

如果Ｎ确与ｍｇ同向，方向指向圆心，则Ｎ＞0，即

ｍｖ２／Ｌ－ｍｇ＞０，Lg v > 若Lg v =，则由Ｎ的表达式可得Ｎ＝0，即此时杆对球无作用力，重力唯一地起着向心力的作用；若Lg v <，

可得Ｎ＜0，则说明杆对球有向上托力作用，这个力的方向与正方向相反，背离圆心．

根据上述分析，我们可以得到这样的结论：在最低点，不管小球以多大的速度运动，杆对球的拉力都是向上的．但在最高点，杆对球作用力的大小和方向取决于v 的大小．Lg 是一个临界值．当Lg v >时，因速度大，所需的向心力就大，ｍｇ不能满足向心力的需要，需要杆向下的拉力来补充；当Lg v <时，因速度小，所需的向心力也小，ｍｇ超过了向心力的需要，故杆产生了向上的托力来抵消ｍｇ的一部分作用；若Lg v =

，这说明重力ｍｇ恰能满足向心力的需要，故此时杆对球没有作用力．

如果此题小球不是固定在轻杆的下端，而是系在细线下端，

让它在竖直平面内做圆周运

动．则小球能运动到圆周最高点的最小速度应为Lg ，若Lg v <，如前所述，重力己超过了向心力的需要，而细绳在最高点又不可能象轻杆那样对球有向上的托力，所以此时小球不可能到达圆周最高点，它到达最高点前就已离开圆周了。

五、万有引力定律

这里列出的五个式子中，左边两个代表万有引力（重力），它们是天体运动向心力的来源；右边三个式子代表向心力；依据万有引力（重力）作为天体运动的向心力的思路，可按照题设已知条件和未知量在此五式中选择两个组成方

程，通过求解方程得到所需要的结果。式中r 为轨道半径，r=R+h ；g ’为高度为h 的轨道上的重力加速度，g h R R g 2

)(+=' [例]求第一宇宙速度，（1）已知M 、R ；（2）已知g 、R [解答]由R v m R

Mm G 22=，得R GM v = (1) 由R

v m mg 2

=，可得gR v = (2) 将(1)、(2)两式中的R 都用地球半径、M 用地球质量、g 用地面附近重力加速度数值9.8m/s 2代入，均可得到第一宇宙速度v 1=7.9×103m/s ．

[例]试证明天空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比。

[解答]由 R T m R Mm G 20224π=和ρπ334R M =，解得：ρ

πG T 3= 六、天体和卫星的运动

我们把月亮绕地球的运转、地球绕太阳的公转以及人造地球卫星的运动都近似地处理成匀速圆周运动的问题．研究这一类问题的基础是万有引力定律、牛顿第二定律以及有关匀速圆周运动线速度、角速度、周期以及向心加速度的一些公式．天体、卫星所需要的向心力就是它们受到的万有引力．

1、三个宇宙速度

第一宇宙速度(环绕速度)是人造地球卫星在地面附近环绕地球运转的必须具有的速度，

第一宇宙速度v 1=7.9×103m/s ．

第二宇宙速度(脱离速度)是卫星挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运转行星的最小速

度．v 2=11.2×103m ／s ．

第三宇宙速度(逃逸速度)是卫星挣脱太阳的束缚，飞出太阳系运动的最小速度．V 3=16.7×103m ／s ．

2、在不同轨道上运动的卫星的讨论

以第一宇宙速度运动的卫星是沿地面附近运行的，其轨道半径被认为是地球半径．还有许多卫星(如气象卫星、通讯卫星等)在地面上方很高处运行，其轨道半径远比地球半径大，这些卫星的有关物理量如何随轨道半径的变化而变化呢?我们可根据万有引力定律和牛顿运动定律加以讨论．

2r Mm G )(g m mg 'r v m 2

r m 2ωr

T m 2

4π

(1)卫星的运行速度：由r v m r

Mm G 22=，可得r GM v =．上式的r 是卫星的轨道半径，它应等于地球半径R 与卫星离地面的高度h 之和．从此式可看出，由于引力常量G 和地球质量M 一定，所以卫星离地面越远，轨道半径越大，其运行的速度就越小．需要说明的是，这里的速度是卫星在远轨道上的运行速度，不是从地面把卫星送上天的发射速度．实际上把卫星发送到较远的轨道上，耗费的能量要大，从地面发射的速度也要大．

(2)卫星运行的角速度：由r m r Mm G 22ω=，可得3r

GM =ω，由此式可看出，卫星离地越远，r 越大，ω就越小．

(3)卫星运行的周期：

r T m r Mm G 2224π=，GM

r T 324π=，同样可以看出，r 越大，T 就越大．若卫星的周期与地球自转周期T 0相同，则此卫星叫同步卫星．同步卫星的轨道平面应与赤道平面重合．其离地面高度由

)(4)(2022h R T m h R Mm G +=+π，可求得：R GMT h -=32204π

(4)卫星的加速度：

卫星的加速度是由地球的万有引力产生的，它就是卫星做匀速圆周运动的向心加速

度．a=F 万/m=GM/R 2 (1)

卫星的加速度与地面上物体的重力加速度本质上是一致的，它们都是由地球万有引力产

生的．不过卫星的重力加速度g ＇的数值远比地面附近的重力加速度g(9.8m ／s 2)的数值小．由

平方反比关系可得：

g h R R g 22

)

(+=' (2) (1)、(2)两式中的加速度是同一个加速度．所不同的仅是考虑问题的角度不同罢了。

(5)完全失重和卫星的重量

当卫星在轨道上运行时，舱内的宇航员及其它物体都处于完全失重状态．这里所指的完全失重状态并非指人和物体不受地球引力作用，仅是反映了人和物对支持物(地板)没有压力，用测力计去称他们的重力，读数为零。毫无疑问，人和物仍要受到地球万有引力(重力)的作用．不过比其在地面附近所受的重力要小．

3、双星的运动

两颗离得较近的天体称为双星．双星都是以它们连线上的某点为公共圆心，以相同的角速度做匀速圆周运动．这时万有引力作为向心力起着只改变它们的速度方向，不改变速度大小的作用．也只有这样，它们才能处于稳定的状态，不至于因巨大的吸引作用而导致碰撞、毁灭．

求解双星问题有两点值得注意：①它们做匀速圆周运动的向心力是相等的；②它们运行

的周期是相同的．因为只有周期相同，它们之间的距离才可能保持不变．它们才可能稳定运行的状态之中．

[例]质量分别为m 1和m 2、相距为L 的双星，绕其连线上的O 点匀速旋转．求它们各自的轨道半径和周期．

[解答]由万有引力定律和牛顿第二定律可得：

对m 1：122

12214R T

m L m m G π= (1) 对m 2：)

(4122222

1R L T m L m m

G -=π (2) 将(1)、(2)化简后再相除，便可得： 2

121m m L

m R +=

112m m L

m R +=

再将R 1数值代人(1)可得：

)(2213

m m G L T +=π

高一物理圆周运动专题练习(word版

一、第六章圆周运动易错题培优（难） 1．两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴OO ’的距离为L ，b 与转轴的距离为2L ，a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g ．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（） A ．a 、b 所受的摩擦力始终相等 B ．b 比a 先达到最大静摩擦力 C ．当2kg L ω=a 刚要开始滑动 D ．当23kg L ω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】【分析】【详解】 AB ．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知，木块受到的静摩擦力f =mω2r ，则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时，木块b 的最大静摩擦力先达到最大值；在木块b 的摩擦力没有达到最大值前，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知，f=mω2r ，a 和b 的质量分别是2m 和m ，而a 与转轴OO ′为L ，b 与转轴OO ′为2L ，所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的；当b 受到的静摩擦力达到最大后，b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力，即 kmg +F =mω2?2L ① 而a 受力为 f′-F =2mω2L ② 联立①②得 f′=4mω2L -kmg 综合得出，a 、b 受到的摩擦力不是始终相等，故A 错误，B 正确； C ．当a 刚要滑动时，有 2kmg+kmg =2mω2L +mω2?2L 解得 34kg L ω＝

高中物理专题复习之运动学

高中物理专题复习——运动学［知识要点复习］ 1.位移（s）：描述质点位置改变的物理量，是矢量，方向由初位置指向末位置，大小是从初位置到末位置的直线长度。 2.速度（v）：描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量。做变速直线运动的物体，在某段时间内的位移与这段时间的比值叫做这段时间内平均速度。它只能粗略描述物体做变速运动的快慢。瞬时速度（v）：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，瞬时速度的大小叫速率，是标量。 3.加速度（a）：描述物体速度变化快慢的物理量，它的大小等于矢量，单位m/s2。 4.路程（L ）：物体运动轨迹的长度，是标量。 5.匀速直线运动的规律及图像（1）速度大小、方向不变（2）图象 6.匀变速直线运动的规律（1）加速度a 的大小、方向不变

2）图像 7.自由落体运动只在重力作用下，物体从静止开始的自由运动。 8.牛顿第一运动定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，这叫牛顿第一运动定律。惯性：物体保持原匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关；惯性的大小由物体的质量决定，质量大，惯性大。 9.牛顿第二运动定律物体加速度的大小与所受合外力成正比，与物体质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。 10.牛顿第三运动定律两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上。作用力与反作用力大小相等，性质相同，同时产生，同时消失，方向不同、作用在两个不同且相互作用的物体上，可概括为“三同，两不同”。 11.超重与失重：当系统具有竖直向上的加速度时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于其重力的现象叫超重；当系统具有竖直向下的加速度时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于其重力的现象叫失重。 12. 曲线运动的条件物体所受合外力的方向与它速度方向不在同一直线，即加速度方向与速度方向不在同一直线。若用θ表示加速度a 与速度v0的夹角，则有：0°<θ<90°，物体做速率变大的曲线运动；θ＝90°时，物体做速率不变的曲线运动；90° <θ<180°时，物体做速率减小的曲线运动。 13.运动的合成与分解（1）合运动与分运动的关系 a.等时性：合运动与分运动经历的时间相等； b.独立性：一个物体同时参与了几个分运动，各分运动独立进行，不受其它分运动的影响。 c.等效性：各分运动叠加起来与合运动规律有完全相同的效果。（2）运动的合成与分解的运算法则遵从平行四边形定则，运动的合成与分解是指位移、速度、加速度的合成与分解。（3）运动分解的原则

高中物理运动学经典习题30道带答案

一．选择题（共28小题） 1．（2014?陆丰市校级学业考试）某一做匀加速直线运动的物体，加速度是2m/s2，下列关于该物体加速度的理解 D 9．（2015?沈阳校级模拟）一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落时，离地的高度为（） D 者抓住，直尺下落的距离h，受测者的反应时间为t，则下列结论正确的是（）

∝ ∝ 光照射下，可观察到一个下落的水滴，缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，一般要出现这种现象，照明光源应该满足（g=10m/s2）（）地时的速度之比是 15．（2013秋?忻府区校级期末）一观察者发现，每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下，而且看到第五滴水 D

17．（2014秋?成都期末）如图所示，将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放．用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3…所示的小球运动过程中每次曝光的位置．已知连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度均为d．根据图中的信息，下列判断正确的是（）小球下落的加速度为的速度为：2 D： 2 D O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P 23．（2014春?金山区校级期末）一只气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石 2

v0v0D 27．（2013?洪泽县校级模拟）一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过同一较低a点的时间间隔为T a，两次经 g（T a2﹣T b2）g（T a2﹣T b2）g（T a2﹣T b2）D g（T a﹣T b） 28．（2013秋?平江县校级月考）在以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球，电梯内观者看见小球经t秒后到 h=

高一物理复习运动学专题复习

高一物理运动学专题复习知识梳理：一、机械运动一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式．二、参照物为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参照物．对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，灵活地选取参照物会给问题的分析带来简便；通常以地球为参照物来研究物体的运动．三、质点研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代管物体的有质量的做质点．像这种突出主要因素，排除无关因素，忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想化方法，质点即是一种理想化模型．四、时刻和时间时刻：指的是某一瞬时．在时间轴上用一个点来表示．对应的是位置、速度、动量、动能等状态量．时间：是两时刻间的间隔．在时间轴上用一段长度来表示．对应的是位移、路程、冲量、功等过程量．时间间隔=终止时刻－开始时刻。五、位移和路程位移：描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量．路程：物体运动轨迹的长度，是标量．只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程。六、速度描述物体运动的方向和快慢的物理量． 1．平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即V ＝S/t ，单位：m ／ s ，其方向与位移的方向相同．它是对变速运动的粗略描述．公式V =（V 0＋V t ）/2只对匀变速直线运动适用。 2．瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧．瞬时速度是对变速运动的精确描述．瞬时速度的大小叫速率，是标量． 3．速率：瞬时速度的大小即为速率； 4．平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。七、匀速直线运动 1．定义：在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动． 2．特点：a ＝0，v=恒量． 3．位移公式：S ＝vt ．八、加速度 1．加速度的物理意义：反映运动物体速度变化快慢．．．．．．的物理量。加速度的定义：速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值，即a = t v ??=t v v ?-1 2。加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。 2．加速度与速度是完全不同的物理量，加速度是速度的变化率。所以，两者之间并不存在“速度大加速度也大、速度为0时加速度也为0”等关系，加速度和速度的方向也没有必然相同的关系，加速直线运

高中物理运动学经典试题

1.如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s 将熄灭，此时汽车距离停车线18m 。该车加速时最大加速度大小为，减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为，下列说法中正确的有 A ．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B ．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C ．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D ．如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处 2.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的 v -t 图象如图所示.两图象在t =t 1时相交于P 点,P 在横轴上的投影为Q ,△OPQ 的面积为S .在t =0时刻,乙车在甲车前面,相距为 d .已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t ′,则下面四组t ′和d 的组合可能的是 ( ) A . B . C . D . 3.A 、B 两辆汽车在笔直的公路上同向行驶,当B 车在A 车前84 m 处时,B 车速度为4 m/s ,且以2 m/s 2的加速度做匀加速运动；经过一段时间后,B 车加速度突然变为零.A 车一直以20 m/s 的速度做匀速运动,经过12 s 后两车相遇.问B 车加速行驶的时间是多少? 4. 已知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点.AB 间的距离为l 1,BC 间的距离为l 2,一物体自O 点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A 、B 、C 三点,已知物体通过AB 段与BC 段所用的时间相等.求O 与A 的距离. 5. 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t =0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v -t 图中(如图),直线a 、b 分别描述了甲乙两车在0～20秒的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是 ( ) A .在0～10秒内两车逐渐靠近 B .在10～20秒内两车逐渐远离 C .在5～15秒内两车的位移相等 D .在t =10秒时两车在公路上相遇 6.如图是一娱乐场的喷水滑梯.若忽略摩擦力,人从滑梯顶端滑下直到入水前,速度大小随时间变化的关系最接近图 8m/s 22m/s 25m/s 12.5m/s 5m S d t t ==',1S d t t 41,211=='S d t t 2 1,211=='S d t t 43,211=='

高中物理圆周运动专题讲解

圆周运动的向心力及其应用【要点梳理】要点一、物体做匀速圆周运动的条件要点诠释：物体做匀速圆周运动的条件：具有一定速度的物体，在大小不变且方向总是与速度方向垂直的合外力的作用下做匀速圆周运动。要点二、关于向心力及其来源 1、向心力要点诠释（1）向心力的定义：在圆周运动中，物体受到的合力在沿着半径方向上的分量叫做向心力. （2）向心力的作用：是改变线速度的方向产生向心加速度的原因。（3）向心力的大小： 2 2 v F ma m mr r ω=== 向向向心力的大小等于物体的质量和向心加速度的乘积；对于确定的物体，在半径一定的情况下，向心力的大小正比于线速度的平方，也正比于角速度的平方；线速度一定时，向心力反比于圆周运动的半径；角速度一定时，向心力正比于圆周运动的半径。如果是匀速圆周运动则有： 22 222 2 4 4 v F ma m mr mr mr f r T π ωπ===== 向向（4）向心力的方向：与速度方向垂直，沿半径指向圆心。（5）关于向心力的说明： ①向心力是按效果命名的，它不是某种性质的力； ②匀速圆周运动中的向心力始终垂直于物体运动的速度方向，所以它只能改变物体的速度方向，不能改变速度的大小； ③无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动，向心力总是变力，但是在匀速圆周运动中向心力的大小是不变的，仅方向不断变化。 2、向心力的来源要点诠释（1）向心力不是一种特殊的力。重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都可以作为向心力。（2）匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源 (如表所示)：

要点三、匀速圆周运动与变速圆周运动的区别 1、从向心力看匀速圆周运动和变速圆周运动要点诠释：（1）匀速圆周运动的向心力大小不变，由物体所受到的合外力完全提供，换言之也就是说物体受到的合外力完全充当向心力的角色。例如月球围绕地球做匀速圆周运动，它受到的地球对它的引力就是合外力，这个合外力正好沿着半径指向地心，完全用来提供月球围绕地球做匀速圆周运动的向心力。（2）在变速圆周运动中，向心力只是物体受到的合外力的沿着半径方向的一个

重点高中物理运动学专题

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运动学第一讲基本知识介绍一．基本概念 1．质点 2．参照物 3．参照系——固连于参照物上的坐标系（解题时要记住所选的是参照系，而不仅是一个点） 4．绝对运动，相对运动，牵连运动：v 绝=v 相 +v 牵二．运动的描述 1．位置：r=r(t) 2．位移：Δr=r(t+Δt)－r(t) 3．速度：v=lim Δt→0 Δr/Δt.在大学教材中表述为：v=d r/dt, 表示r对t 求导数４．加速度a=a n +a τ。 a n :法向加速度，速度方向的改变率，且a n =v2/ρ,ρ叫做曲率半径，（这是中学物理竞赛求曲率半径的唯一方法）a τ : 切向加速度，速度大小的改变率。a=d v/dt 5．以上是运动学中的基本物理量，也就是位移、位移的一阶导数、位移的二阶导数。可是三阶导数为什么不是呢？因为牛顿第二定律是F=ma,即直接和加速度相联系。（a对t的导数叫“急动度”。） 6．由于以上三个量均为矢量，所以在运算中用分量表示一般比较好三．等加速运动 v(t)=v 0+at r(t)=r +v t+1/2 at2 一道经典的物理问题：二次世界大战中物理学家曾经研究，当大炮的位置固定，以同一速度v 沿各种角度发射，问：当飞机在哪一区域飞行之外时，不会有危险？（注：结论是这一区域为一抛物线，此抛物线是所有炮弹抛物线的包络线。此抛物线为在大炮上方h=v2/2g处，以v 平抛物体的轨迹。）练习题：一盏灯挂在离地板高l 2,天花板下面l 1 处。灯泡爆裂，所有碎片以同样大小的速度v 朝各个方向飞去。求碎片落到地板上的半径（认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的，即切向速度不变，法向速度反向；碎片和地板的碰撞是完全非弹性的，即碰后静止。）四．刚体的平动和定轴转动 1．我们讲过的圆周运动是平动而不是转动 2．角位移φ=φ（t）, 角速度ω=dφ/dt , 角加速度ε=dω/dt 3．有限的角位移是标量，而极小的角位移是矢量 4．同一刚体上两点的相对速度和相对加速度两点的相对距离不变，相对运动轨迹为圆弧， V A =V B +V AB ,在AB连线上

(完整)高中物理平抛运动经典例题

1. 利用平抛运动的推论求解推论1：平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。证明：设平抛运动的初速度为，经时间后的水平位移为，如图10所示，D为末速度反向延长线与水平分位移的交点。根据平抛运动规律有水平方向位移竖直方向和由图可知，与相似，则联立以上各式可得该式表明平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。图10 [例1] 如图11所示，与水平面的夹角为的直角三角形木块固定在地面上，有一质点以初速度从三角形木块的顶点上水平抛出，求在运动过程中该质点距斜面的最远距离。图11 解析：当质点做平抛运动的末速度方向平行于斜面时，质点距斜面的距离最远，此时末速度的方向与初速度方向成角。如图12所示，图中A为末速度的反向延长线与水平位移的交点，AB即为所求的最远距离。根据平抛运动规律有，和由上述推论3知据图9中几何关系得由以上各式解得即质点距斜面的最远距离为

图12 推论2：平抛运动的物体经时间后，其速度与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为，则有证明：如图13，设平抛运动的初速度为，经时间后到达A点的水平位移为、速度为，如图所示，根据平抛运动规律和几何关系：在速度三角形中在位移三角形中由上面两式可得图13 [例2] 如图1所示，某人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过的壕沟，沟面对面比A处低，摩托车的速度至少要有多大？图1 解析：在竖直方向上，摩托车越过壕沟经历的时间在水平方向上，摩托车能越过壕沟的速度至少为 2. 从分解速度的角度进行解题对于一个做平抛运动的物体来说，如果知道了某一时刻的速度方向，则我们常常是“从分解速度”的角度来研究问题。

高一物理匀速圆周运动知识点及习题教学文稿

高一物理匀速圆周运动知识点及习题

高一物理匀速圆周运动知识介绍质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，匀速圆周运动，这种运动就叫做“匀速圆周运动”，匀速圆周运动是圆周运动中，最常见和最简单的运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动）。

天体的匀速圆周运动定义质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做“匀速圆周运动”，亦称“匀速率圆周运动”。因为物体作圆周运动时速率不变，但速度方向随时发生变化。所以匀速圆周运动的线速度是无时不刻不在变化的。

匀速圆周运动运动条件物体作匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但速度的方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时，它的向心加速度的大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变，因其加速度方向在不断改变，其运动轨迹是圆，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。做变速圆周运动的物体总能分解出一个指向圆心的加速度，我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。公式解析计算公式 1、v（线速度）=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrf (S代表弧长，t代表时间，r代表半径,f代表频率) 2、ω（角速度）=Δθ/Δt=2π/T=2πn （θ表示角度或者弧度） 3、T（周期）=2πr/v=2π/ω 4、n（转速）=1/T=v/2πr=ω/2π 5、Fn（向心力）=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2 6、an（向心加速度）=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2 7、vmax=√gr （过最高点时的条件） 8、fmin (过最高点时的对杆的压力)=mg-√gr （有杆支撑）

高三物理第一轮复习运动学部分专题

一．平均速度：任意运动的平均速度公式和匀变速直线运动的平均速度公式的理解 ①t s ??= 一v 普遍适用于各种运动；②v =20t V V +只适用于加速度恒定的匀变速直线运动 ③t V V S t 2 0+= 仅适用于匀变速直线运动 1．物体由A 沿直线运动到B ，在前一半时间内是速度为v 1的匀速运动，在后一半时间内是速度为v 2的匀速运动.则物体在这段时间内的平均速度为( ) A ．221v v + B ．21v v + C ．21212v v v v + D ．2 121v v v v + 2．一个物体做变速直线运动，前一半路程的平均速度是v 1，后一半路程的平均速度是v 2，则全程的平均速度是( ) A ．221v v + B ．21212v v v v + C ．21212v v v v ++ D ．2 121v v v v + 3．一辆汽车以速度v 1行驶了1/3的路程，接着以速度v 2＝20km/h 跑完了其余的2/3的路程，如果汽车全程的平均速度v=27km/h ，则v 1的值为（） A ．32km/h B ．345km/h C ．56km/h D ．90km/h 4．甲乙两车沿平直公路通过同样的位移，甲车在前半段位移上以v 1=40km/h 的速度运动，后半段位移上以v 2=60km/h 的速度运动；乙车在前半段时间内以v 1=40km/h 的速度运动，后半段时间以v 2=60km/h 的速度运动，则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是 A ．V 甲=V 乙 B ．V 甲 < V 乙 C ．V 甲 > V 乙 D ．因不知位移和时间故无法确定二．加速度公式的理解：a=（v t -v 0 ）/t 公式中各个部分物理量的理解匀加速运动：速度随时间均匀增加，v t ＞v 0，a 为正，此时加速度方向与速度方向相同。匀减速运动：速度随时间均匀减小，v t ＜v 0，a 为负，此时加速度方向与速度方向相反。 1．对于质点的运动，下列说法中正确的是（） A ．质点运动的加速度为零，则速度变化量也为零 B ．质点速度变化率越大，则加速度越大 C ．物体的加速度越大，则该物体的速度也越大 D ．质点运动的加速度越大，它的速度变化量越大 2．下列说法正确的是（） A ．加速度增大，速度一定增大 B ．速度改变△V 越大，加速度就越大 C ．物体有加速度，速度就增加 D ．速度很大的物体，其加速度可能很小 3．关于加速度与速度，下列说法中正确的是（） A ．速度为零，加速度可能不为零 B ．加速度为零时，速度一定为零 C ．若加速度方向与速度方向相反，则加速度增大时，速度也增大 D ．若加速度方向与速度方向相同，则加速度减小时，速度反而增大 4．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s ，1s 后速度的大小变为10m/s ，在这1s 内该物体的（） A ．位移的大小可能小于4m B ．位移的大小可能大于10m C ．加速度的大小可能小于4m/s 2 D ．加速度的大小可能大于10m/s 2

高一物理平抛运动经典练习题

高一物理平抛运动经典练习题 1、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为。 2、如图所示为实验用磁流体发电机原理图，两板间距d=20cm，磁场的磁感应强度B=5T，若接入额定功率P=100W的灯，正好正常发光，且

灯泡正常发光时电阻R=100，不计发电机内阻，求：（1）等离子体的流速是多大？（2）若等离子体均为一价离子，每秒钟有多少个什么性质的离子打在下极板上？ 3、如图所示为质谱仪的示意图。速度选择器部分的匀强电场场强 E=1.2×105V/m，匀强磁场的磁感强度为B1=0.6T。偏转分离器的磁感强度为B2=0.8T。求：

（1）能通过速度选择器的粒子速度多大？（2）质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上的条纹之间的距离d 为多少？ 4、用一根长L=0.8m的轻绳，吊一质量为m=1.0g的带电小球，放在磁感应强度B=0.1T，方向如图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零(重力加速度g取10m/s2).试问：

(1)小球带何种电荷？电量为多少？ (2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球拉力多大？ 58、M、N两极板相距为d，板长均为5d，两板未带电，板间有垂直纸面的匀强磁场，如图所示，一大群电子沿平行于板的方向从各处位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，求磁感应强度B的范围。

6、如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电荷量和质量之比。 x y O θ ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· B 7.如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向；然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P3点.不计重力,求：

高中物理平抛运动经典大题

1如图1所示，某人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过的壕沟，沟面对面比A处低，摩托车的速度至少要有多大？图1 2 如图2甲所示，以9.8m/s的初速度水平抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上。可知物体完成这段飞行的时间是（） A. B. C. D. 图2 3 在倾角为的斜面上的P点，以水平速度向斜面下方抛出一个物体，落在斜面上的Q 点，证明落在Q点物体速度。 4 如图3所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为和，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为多少？图3 5 某一平抛的部分轨迹如图4所示，已知，，，求。

6从高为H的A点平抛一物体，其水平射程为，在A点正上方高为2H的B点，向同一方向平抛另一物体，其水平射程为。两物体轨迹在同一竖直平面内且都恰好从同一屏的顶端擦过，求屏的高度。（提示：从平抛运动的轨迹入手求解问题）图5 7 如图6所示，在倾角为的斜面上以速度水平抛出一小球，该斜面足够长，则从抛出开始计时，经过多长时间小球离开斜面的距离的达到最大，最大距离为多少？（提示：灵活分解求解平抛运动的最值问题）图6 8 从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球，它们的初速度大小分别为和，初速度方向相反，求经过多长时间两小球速度之间的夹角为？(提示：利用平抛运动的推论求解分速度和合速度构成一个直角矢量三角形) 图7 9宇航员站在一星球表面上的某高度处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为，若抛出时初速度增大到两倍，则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，求该星球的质量M。（提示：利用推论，分位移和合位移构成直角矢量三角形）10如图11所示，与水平面的夹角为的直角三角形木块固定在地面上，有一质点以初速度从三角形木块的顶点上水平抛出，求在运动过程中该质点距斜面的最远距离。(提示：平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。)

高中物理圆周运动典型例题解析1

圆周运动的实例分析典型例题解析【例1】用细绳拴着质量为m 的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法中，正确的是[ ] A ．小球过最高点时，绳子中张力可以为零 B ．小球过最高点时的最小速度为零 C ．小球刚好能过最高点时的速度是Rg D ．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反解析：像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动，通过最高点时有下列几种情况： (1)m g m v /R v 2当＝，即＝时，物体的重力恰好提供向心力，向心Rg 加速度恰好等于重力加速度，物体恰能过最高点继续沿圆周运动．这是能通过最高点的临界条件； (2)m g m v /R v 2当＞，即＜时，物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道，作抛体运动； (3)m g m v /R v m g 2当＜，即＞时，物体能通过最高点，这时有Rg ＋F ＝mv 2/R ，其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力．而值得一提的是：细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力，而不可能产生支撑力，因而小球过最高点时，细绳对小球的作用力不会与重力方向相反．所以，正确选项为A 、C ．点拨：这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题．当小球经越圆周最高点或最低点时，其重力和绳子拉力的合力提供向心力；当小球经越圆周的其它位置时，其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力．【问题讨论】该题中，把拴小球的绳子换成细杆，则问题讨论的结果就大相径庭了．有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动，过最高点时：

(1)v (2)v (3)v 当＝时，支承物对小球既没有拉力，也没有支撑力；当＞时，支承物对小球有指向圆心的拉力作用；当＜时，支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用； Rg Rg Rg (4)当v ＝0时，支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ，这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动，能经越最高点的临界条件．【例2】如图38－1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转，盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B ．现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处，并用不可伸长的轻绳相连．已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m ．试分析角速度ω从零逐渐增大，两球对轴保持相对静止过程中，A 、B 两球的受力情况如何变化？解析：由于ω从零开始逐渐增大，当ω较小时，A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力． A 球：m ω2r ＝f A ； B 球：m ω22r ＝f B ．随ω增大，静摩擦力不断增大，直至ω＝ω1时将有f B ＝f m ，即m ω＝，ω＝．即从ω开始ω继续增加，绳上张力将出现．12m 112r f T f m r m /2 A 球：m ω2r ＝f A ＋T ；B 球：m ω22r ＝f m ＋T ．由B 球可知：当角速度ω增至ω′时，绳上张力将增加△T ，△T ＝m ·2r(ω′2－ω2)．对于A 球应有m ·r(ω′2－ω2)＝△f A ＋△T ＝△f A ＋m ·2r(ω′2－ω2)．可见△f A ＜0，即随ω的增大，A 球所受摩擦力将不断减小，直至f A ＝0

高中物理运动学专题

高一物理圆周运动专题练习(解析版)

一、第六章圆周运动易错题培优（难） 1．如图所示，用一根长为l=1m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ=30°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（） A．当ω=2rad/s时，T3+1)N B．当ω=2rad/s时，T=4N C．当ω=4rad/s时，T=16N D．当ω=4rad/s时，细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】【分析】【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时，设角速度为，则有解得 AB．当，小球紧贴圆锥面，则代入数据整理得 A正确，B错误； CD．当，小球离开锥面，设绳子与竖直方向夹角为，则解得， CD正确。故选ACD。

2．如图，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（） A．滑块对轨道的压力为B．受到的摩擦力为 C．受到的摩擦力为μmg D．受到的合力方向斜向左上方【答案】AD 【解析】【分析】【详解】 A．根据牛顿第二定律根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小 A正确； BC．物块受到的摩擦力 BC错误； D．水平方向合力向左，竖直方向合力向上，因此物块受到的合力方向斜向左上方，D正确。故选AD。 3．如图甲所示，半径为R、内壁光滑的圆形细管竖直放置，一可看成质点的小球在圆管内做圆周运动，当其运动到最高点A时，小球受到的弹力F与其过A点速度平方（即v2）的关系如图乙所示。设细管内径略大于小球直径，则下列说法正确的是（） A．当地的重力加速度大小为R b B．该小球的质量为a b R C．当v2=2b时，小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a D．当0≤v2＜b时，小球在A点对圆管的弹力方向竖直向上【答案】BC 【解析】【分析】【详解】 AB．在最高点，根据牛顿第二定律 2 mv mg F R -=

高中物理牛顿运动定律经典练习题

牛顿运动定律一、基础知识回顾： 1、牛顿第一定律一切物体总保持，直到有外力迫使它改变这种状态为止。注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。 2、惯性物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。（2）它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。（4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解（1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。（4）惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。（3）牛顿第二定律公式：F合=ma是矢量式，F、a都是矢量且方向相同。（4）牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位：“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 8、对牛顿第三定律的理解（1）作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力。

2014-2018高考物理运动学真题

专题一质点的直线运动（2017～2018年） 201803 4.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍 5.甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是 A.在t1时刻两车速度相等 B.从0到t1时间内，两车走过的路程相等 C.从t1到t2时间内，两车走过的路程相等 D.从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等 6.地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程， A.矿车上升所用的时间之比为4:5 B.电机的最大牵引力之比为2:1 C.电机输出的最大功率之比为2:1 D.电机所做的功之比为4:5

201802 6.甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是（） A.两车在t1时刻也并排行驶 B.t1时刻甲车在后，乙车在前 C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.乙车的加速度大小先减小后增大（2016～2014年） 1．(2016·全国卷Ⅲ，16，6分)(难度★★)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为() A.s t2 B.3s 2t2 C.4s t2 D.8s t2 2．(2016·全国卷Ⅰ，21，6分)(难度★★★)(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示。已知两车在t＝3s时并排行驶，则() A．在t＝1s时，甲车在乙车后 B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

高一物理运动学经典题型归纳分析

巧解运动学问题的方法练习题1：中国北方航空公司某架客机安全准时降落在规定跑道上，假设该客机停止运动之前在跑道上一直做匀速直线运动，客机在跑道上滑行距离为s ，从降落到停下所需时间为t ，由此可知客机降落时的速度为（） A ．s/t B.2s/t C.s/2t D.条件不足，无法确定题2：设飞机着陆后做匀减速直线运动，初速度为60m/s2，加速度大小为6.0m/s2，球飞机着陆后12s 内的位移大小。题4：已知0、a 、b 、c 为同一直线上的四点，ab 间的距离L1，bc 间的距离为L2，一物体自0点由静止出发，沿此直线做匀速加速运动，依次经过a 、b 、c 三点。已知物体通过ab 段与bc 段所用的时间相等。求o 与a 的距离。基础知识应用 1下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（） A ．物体的速度越大，加速度也越大 B ．物体的速度为零时，加速度也为零 C ．物体的速度变化量越大，加速度越大 D ．物体的速度变化越快，加速度越大 2以下各种运动的速度和加速度的关系可能存在的是 A ．速度向东，正在减小，加速度向西，正在增大 B ．速度向东，正在增大，加速度向西，正在减小 C ．速度向东，正在增大，加速度向西，正在增大 D ．速度向东，正在减小，加速度向东，正在增大 3一足球以12m/s 的速度飞来，被一脚踢回，踢出时的速度大小为24m/s ，球与脚接触时间为0.1s ，则此过程中足球的加速度为：（） A 、120m/s2 ,方向与中踢出方向相同 B 、120m/s2 ,方向与中飞来方向相同 C 、360m/s2 ,方向与中踢出方向相同 D 、360m/s2 ,方向与中飞来方向相同 4．如图所示为某质点做直线运动的速度—时间图象，下列说法正确的是（） A ．质点始终向同一方向运动 B ．在运动过程中，质点运动方向发生变化 C ．前2 s 内做加速直线运动 D ．后2 s 内做减速直线运动分段模拟图应用 5．一个小球从5 m 高处落下，被水平地面弹回，在4 m 高处被接住，则小球在整个过程中（取向下为正方向）（） A ．位移为9 m B ．路程为－9 m C ．位移为－1 m D ．位移为1 m 6．一质点做匀变速直线运动，已知前一半位移内平均速度为V1，后一半位移的平均速度V2为，则整个过程中的平均速度为（） A.（v1+v2）/2 B.21v v ? C.212 221v v v v ++ D.212 12v v v v + 7．在同一张底片上对小球运动的路径每隔0.1 s 拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在拍照的时间内，运动的平均速度是（） A ．0.25 m/s B ．0.2 m/s C ．0.17 m/s D ．无法确定 8．如图甲所示，某一同学沿一直线行走，现用频闪照相机记录了他行走过程中连续9个位置的图片，仔细观察图片，指出在图乙中能接近真实反映该同学运动的v －t 图象的是（） 9、一辆长途汽车，在一条公路上单向直线行驶，以20 m/s 速度行驶全程的41，接着以30 m/s 甲乙

高中物理圆周运动知识点总结高中物理圆周运动公式

高中物理圆周运动知识点总结高中物理圆周运动公式高中物理教学中，圆周运动问题既是一个重点，又是一个难点。下面给大家带来高中物理圆周运动知识点，希望对你有帮助。 1.圆周运动：质点的运动轨迹是圆周的运动。 2.匀速圆周运动：质点的轨迹是圆周，在相等的时间内，通过的弧长相等，质点所作的运动是匀速率圆周运动。 3.描述匀速圆周运动的物理量 (1)周期(T)：质点完成一次圆周运动所用的时间为周期。频率(f)：1s钟完成圆周运动的次数。f= (2)线速度(v)：线速度就是瞬间速度。做匀速圆周运动的质点，其线速度的大小不变，方向却时刻改变，匀速圆周运动是一个变速运动。由瞬时速度的定义式v=,当Δt趋近于0时，Δs与所对应的弧长(Δl)基本重合，所以v=，在匀速圆周运动中，由于相等的时间内通过的弧长相等，那么很小一段的弧长与通过这段弧长所用时间的比

值是相等的，所以，其线速度大小v=(其中R是运动物体的轨道半径，T为周期) (3)角速度(ω)：作匀速圆周运动的质点与圆心的连线所扫过的角度与所用时间的比值。ω==，由此式可知匀速圆周运动是角速度不变的运动。 4.竖直面内的圆周运动(非匀速圆周运动) (1)轻绳的一端固定，另一端连着一个小球(活小物块)，小球在竖直面内作圆周运动，或者是一个竖直的圆形轨迹，一个小球(或小物块)在其内壁上作竖直面的圆周运动，然后进行计算分析，结论如下： ①小球若在圆周上，且速度为零，只能是在水平直径两个端点以下部分的各点，小球要到达竖直圆周水平直径以上各点，则其速度至少要满足重力指向圆心的分量提供向心力 ②小球在竖直圆周的最低点沿圆周向上运动的过程中，速度不断减小(重力沿运动方向的分量与速度方向是相反的，使小球的速度减小)，而小球要到达最高点，则必须在最低点具有足够大的速度才