高中物理 匀速圆周运动例题
高一物理匀速圆周运动试题答案及解析
高一物理匀速圆周运动试题答案及解析1.如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。
小球的向心力由以下哪个力提供A．重力B．支持力C．重力和支持力的合力D．重力、支持力和摩擦力的合力【答案】C【解析】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故C正确．【考点】考查了向心力2.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（）A．ab两点的线速度大小相等B．ab两点的角速度大小相等C．ac两点的线速度大小相等D．ad两点的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】由图可看出，a点的线速度等于c点的线速度，而c点的线速度大于b点的线速度，故a点的线速度大于b点的线速度，选项A错误，C正确；设c点的线速度为v，则a点的角速度为，b点的角速度，选项B错误；a点的向心加速度，d点的向心加速度，选项D正确。
【考点】线速度、角速度及向心加速度。
3.如图所示，A、B是两个摩擦传动轮（不打滑），两轮半径大小关系为RA =2RB，则两轮边缘上的( )A．角速度之比ωA :ωB＝2:1B．周期之比TA :TB＝2:1C．转速之比nA :nB＝2:1D．向心加速度之比aA :aB＝2:1【答案】B【解析】A、B两轮边缘线速度相同，由公式ɷ=得ωA :ωB＝rB:rA=1:2，故选项A错误；由公式T=得，TA :TB＝ωB:ωA=2：1，故B正确；由公式n=知，nA:nB＝TB:TA=1：2，故选项C错误；由加速度公式a=＝知aA :aB＝rB:rA=1:2，故选项D错误。
【考点】匀速圆周运动的公式4.如图所示，一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动，圆盘半径R= 0.4m，转动角速度=15rad/s。
高中物理必修二圆周运动经典大题例题
(每日一练)高中物理必修二圆周运动经典大题例题单选题1、以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（）A．A、B转动方向相同，周期不同B．A、B转动方向不同，周期不同C．A、B转动方向相同，周期相同D．A、B转动方向不同，周期相同答案：A解析：两轮接触位置没有相对滑动，所以两轮边缘线速度相同，根据题意可知，转动方向相同，均为逆时针；根据周期公式T=2πr v可知，线速度大小相同，而半径不同，所以周期不同，BCD错误，A正确。
故选A。
2、如图所示为大小不同的两个转轮，两转轮边缘接触，且接触点无打滑现象。
A点位于大转轮内，B点位于小转轮边缘，两点到各自圆心的距离相等。
当两轮转动时，关于A、B两点周期、线速度及角速度等物理量的关系正确的是（）A．T A>T B,v A<v BB．T A=T B,v A<v BC．ωA>ωB,v A<v BD．ωA<ωB,v A=v B答案：A解析：因为轮边缘无打滑，则两轮边缘的线速度相同，设大轮边缘有一点C，则有v B=v C由v=ωR而R C>R B所以ωC<ωB又由ω=2πT则T C>T B点A与点C同轴，则有ωA=ωC,T A=T C所以T A>T B,ωA<ωB又由R A<R C,ωA=ωC由v=ωR则v A<v C所以v A<v B故A正确，BCD错误；故选A。
3、2022年的北京冬奥会，任子威获得短道速滑1000米项目的金牌，如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（）A．所受的合力为零，做匀速运动B．所受的合力恒定，做匀加速运动C．所受的合力变化，做变加速运动D．所受的合力恒定，做变加速运动答案：C解析：根据题意可知，运动员做匀速圆周运动。
合力大小不变，但方向改变，合力变化，做变加速运动。
故选项C正确。
4、如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈。
高一物理匀速圆周运动试题
高一物理匀速圆周运动试题1.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作匀速圆周运动。
若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa作离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa作离心运动C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb作离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc作离心运动【答案】A【解析】在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．当拉力减小时，将沿pb轨道做离心运动，故BD错误；当拉力增大时，将沿pc轨道做近心运动，故C错误．【考点】考查了离心现象2.如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径rA＞r B =rC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是A．aA =aB=aCB.aC＞aA＞aBC.aC＜aA＜aBD.aC=aB＞aA【答案】C【解析】由皮带传动规律知，A、B两点的线速度相同，A、C两点的角速度相同，由得：aA ＜aB，aC＜aA，则aC＜aA＜aB，C正确。
【考点】本题考查皮带传动规律。
3.物体在做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量为（）A．线速度B．角速度C．向心力D．向心加速度【答案】 B【解析】物体在做匀速圆周运动时，速度方向改变，线速度变，向心力和向心加速度指向圆心，方向时刻改变，所以本题选择B。
【考点】匀速圆周运动4.如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有( ) A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D．圆盘对B的摩擦力和向心力【答案】B【解析】据题意，A、B两个物体均做匀速转动，对A物体，其转动的向心力由B对A的静摩擦力提供，据相互作用力关系，B物体一定受到A物体给的静摩擦力，其方向向外，在水平方向B 物体还受到圆盘给的指向圆心的摩擦力，故选项B正确。
匀速圆周运动实例分析
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【例题1】如图所示,一质量为m=2kg的小球,在半径大小
为R=1.6m的轻绳子作用下在竖直平面内做圆周运动。
（1）小球恰好经过最高点的速度V2=？此时最低点要给 多大的初速度V1=？（2）若在最低点的速度V1=10m/s, 则在最高点绳的拉力为多大？
T
解：(1)依题意得，物体恰好经过最高点，mg提供做
3、汽车过凹形桥时，车对桥的压力大于 自身重力。此时汽车处于超重状态。
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例一 、当汽车通过桥面粗糙的拱形桥顶时拱形桥顶的速度为10m/s
时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果汽车行驶至该桥顶时刚好不
受摩擦力作用，则汽车通过桥顶时速度应为 ( B )
A、25m/s
B、20m/s
C、15m/s
离心运动本质： （１）离心现象的本质是物体惯性的表现。 （２）离心运动是物体逐渐远离圆心的一 种物理现象。
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离心运动的应用：
1、洗衣机脱水桶
原理：利用离心运动把附 着在衣物上的水分甩掉。
解释当：脱水桶快速转动时，
衣物对水的附着力F不足以
ν
提供水随衣服转动所需的向 心力 F，于是水滴做离心运 动，穿过网孔，飞到脱水桶
一、汽车过拱形桥
在各种公路上拱形桥是常 见的，质量为m的汽车在 拱桥上以速度v前进，桥 面的圆弧半径为R，分析 汽车通过桥的最高点时对 桥面的压力。
问题：汽车通过桥顶时重力G和支持 力N相等吗，为什么？
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分析：
1、当汽车在桥面上运动到最高点时，重力G和桥的支持 力N在一条直线上，它们的合力是使汽车做圆周运动的向 心力F向。
(完整版)匀速圆周运动练习题含答案
匀速圆周运动——练习题一、选择题1、关于角速度和线速度，下列说法正确的是（B）A.半径一定，角速度与线速度成反比B.半径一定，角速度与线速度成正比C.线速度一定，角速度与半径成正比D.角速度一定，线速度与半径成反比2、下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是（ C）A.它们线速度相等，角速度一定相等B.它们角速度相等，线速度一定也相等C.它们周期相等，角速度一定也相等D.它们周期相等，线速度一定也相等3、时针、分针和秒针转动时，下列正确说法是（A）A.秒针的角速度是分针的60倍B.分针的角速度是时针的60倍C.秒针的角速度是时针的360倍D.秒针的角速度是时针的86400倍4、关于物体做匀速圆周运动的正确说法是（D）A.速度大小和方向都改变B.速度的大小和方向都不变C.速度的大小改变，方向不变D.速度的大小不变，方向改变5、物体做匀速圆周运动的条件是（D）A.物体有一定的初速度，且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用B.物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向变化的力的作用C.物体有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用D.物体有一定的初速度，且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用6、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（C）A. 1：4B.2：3C.4：9D.9：167、如图1所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球受力，正确的是（B）A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.受重力D.以上说法都不正确8、冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为（B）9、火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是（A）A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损D.以上三种说法都是错误的10、一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动，如图2所示，物体所受向心力是（C）A.物体的重力B.筒壁对物体的静摩擦力C.筒壁对物体的弹力D.物体所受重力与弹力的合力11、一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M 与m（M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为l（l ＜R）的轻绳连在一起，如图3所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过（C）二、填空题12、做匀速圆周运动的物体，当质量增大到2倍，周期减小到一半时，其向心力大小是原来的___8__倍，当质量不变，线速度大小不变，角速度大小增大到2倍时，其向心力大小是原来的__2____倍。
(完整版)圆周运动典型例题及答案详解
vA∶vB∶vC=2∶1∶1．
根据向心加速度公式a=ω2R，所以A、B、C三轮边缘向心加速度之比
=8∶4∶2=4∶2∶1．
【例2】【分析】由于木块随圆盘一起作匀速圆周运动，时刻存在着一个沿半径指向圆心的向心加速度，因此，它必然会受到一个沿半径指向中心、产生向心加速度的力——向心力．
【例8】用长L1=4m和长为L2=3m的两根细线，拴一质量m=2kg的小球A，L1和L2的另两端点分别系在一竖直杆的O1，O2处，已知O1O2=5m如下图（g＝10m·s-2）
（1）当竖直杆以的角速度ω匀速转动时，O2A线刚好伸直且不受拉力．求此时角速度ω1．
（2）当O1A线所受力为100N时，求此时的角速度ω2．
D．当转台转速继续增加时，A比B先滑动
【例4】如图，光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B，相距L，另一端拴住一个质量为500g的小球．小球的初始位置在AB连线上A的一侧．把细线拉直，给小球以2m／s的垂直细线方向的水平速度，使它做圆周运动．由于钉子B的存在，使细线逐步缠在A、B上．
“匀速圆周运动”的典型例题
【例1】如图所示的传动装置中，A、B两轮同轴转动．A、B、C三轮的半径大小的关系是RA=RC=2RB．当皮带不打滑时，三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少？
【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动（见图），那么
【例6】杂技节目中的“水流星”表演，用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子，演员抡起杯子在竖直面上做圆周运动，在最高点杯口朝下，但水不会流下，如下图所示，这是为什么？
【例7】如下图所示，自行车和人的总质量为M，在一水平地面运动．若自行车以速度v转过半径为R的弯道．（1）求自行车的倾角应多大？（2）自行车所受的地面的摩擦力多大？
匀速圆周运动 典型例题
匀速圆周运动 典型例题【例1】如图所示的传动装置中，A 、B 两轮同轴转动.A 、B 、C 三轮的半径大小的关系是RA=RC=2RB.当皮带不打滑时，三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少?【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动.在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动(见图)，那么（）A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心B.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心C.因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相同D.因为摩擦力总是阻碍物体运动，所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反【例3】在一个水平转台上放有A 、B 、C 三个物体，它们跟台面间的摩擦因数相同.A 的质量为2m ，B 、C 各为m.A 、B 离转轴均为r,C 为2r.则（）A.若A 、B 、C 三物体随转台一起转动未发生滑动，A 、C 的向心加速度比B 大B.若A 、B 、C 三物体随转台一起转动未发生滑动，B 所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时，C 最先发生滑动D.当转台转速继续增加时，A 比B 先滑动【例4】如图，光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A 、B ，相距L0=0.1m.长L=1m 的柔软细线一端拴在A 上，另一端拴住一个质量为500g 的小球.小球的初始位置在AB 连线上A 的一侧.把细线拉直，给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度，使它做圆周运动.由于钉子B的存在，使细线逐步缠在A、B上.若细线能承受的最大张力Tm=7N，则从开始运动到细线断裂历时多长?【例5】如图(a)所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时，球压紧锥面.此时绳的张力是多少?若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多少?【例6】杂技节目中的“水流星”表演，用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子，演员抡起杯子在竖直面上做圆周运动，在最高点杯口朝下，但水不会流下，如下图所示，这是为什么?【例7】用长L1=4m和长为L2=3m的两根细线，拴一质量m=2kg的小球A，L1和L2的另两端点分别系在一竖直杆的O1,O2处,已知O1O2=5m如下图(g=10m⋯−2)(1)当竖直杆以的角速度ω匀速转动时，O2A线刚好伸直且不受拉力.求此时角速度ω1.(2)当O1A线所受力为100N时,求此时的角速度ω2.。
人教版高中物理必修2匀速圆周运动”的典型例题
“匀速圆周运动”的典型例题【例1】如图所示的传动装置中，a、b两轮同轴转动．a、b、c三轮的半径大小的关系是r a =r c=2r b．当皮带不打滑时，三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少？【分析】皮带不打滑，表示轮子边缘在某段时间内转过的弧长总是跟皮带移动的距离相等，也就是说，用皮带直接相连的两轮边缘各处的线速度大小相等．根据这个特点，结合线速度、角速度、向心加速度的公式即可得解．【解】由于皮带不打滑，因此，b、c两轮边缘线速度大小相等，设v b=v c=v．由v=ωr得两轮角速度大小的关系ωb∶ωc=r c∶r b=2∶1．因a、b两轮同轴转动，角速度相等，即ωa=ωb，所以a、b、c三轮角速度之比ωa∶ωb∶ωc=2∶2∶1．因a轮边缘的线速度v a=ωa r a=2ωb r b=2v b，所以a、b、c三轮边缘线速度之比v a∶v b∶v c=2∶1∶1．根据向心加速度公式a=ω2r，所以a、b、c三轮边缘向心加速度之比=8∶4∶2=4∶2∶1．【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心o且垂直于盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动（见图），那么[ ]a．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心b．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心c．因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相同d．因为摩擦力总是阻碍物体运动，所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反e．因为二者是相对静止的，圆盘与木块之间无摩擦力【分析】由于木块随圆盘一起作匀速圆周运动，时刻存在着一个沿半径指向圆心的向心加速度，因此，它必然会受到一个沿半径指向中心、产生向心加速度的力——向心力．以木块为研究对象进行受力分析：在竖直方向受到重力和盘面的支持力，它处于力平衡状态．在盘面方向，可能受到的力只有来自盘面的摩擦力（静摩擦力），木块正是依靠盘面的摩擦力作为向心力使它随圆盘一起匀速转动．所以，这个摩擦力的方向必沿半径指向中心【答】b．【说明】常有些同学认为，静摩擦力的方向与物体间相对滑动的趋势方向相反，木块随圆盘一起匀速转动时，时时有沿切线方向飞出的趋势，因此静摩擦力的方向应与木块的这种运动趋势方向相反，似乎应该选d．这是一种极普遍的错误认识，其原因是忘记了研究运动时所相对的参照系．通常说做圆运动的物体有沿线速度方向飞出的趋势，是指以地球为参照系而言的．而静摩擦力的方向总是跟相对运动趋势的方向相反，应该是指相互接触的两个相关物体来说的，即是对盘面参照系．也就是说，对站在盘上跟盘一起转动的观察者，木块时刻有沿半径向外滑出的趋势，所以，木块受到盘面的摩擦力方向应该沿半径指向中心【例3】在一个水平转台上放有a、b、c三个物体，它们跟台面间的摩擦因数相同．a的质量为2m，b、c各为m．a、b离转轴均为r，c为2r．则[ ]a．若a、b、c三物体随转台一起转动未发生滑动，a、c的向心加速度比b大b．若a、b、c三物体随转台一起转动未发生滑动，b所受的静摩擦力最小c．当转台转速增加时，c最先发生滑动d．当转台转速继续增加时，a比b先滑动【分析】a、b、c三物体随转台一起转动时，它们的角速度都等于转台的角速度，设为ω．根据向心加速度的公式a n=ω2r，已知r a=r b＜r c，所以三物体向心加速度的大小关系为a a=a b＜a c．a错．三物体随转台一起转动时，由转台的静摩擦力提供向心力，即f =f n=mω2r，所以三物体受到的静摩擦力的大小分别为f a=m aω2r a=2mω2r，f b=m bω2r b=mω2r，f c=m cω2rc =mω2·2r=2mω2r．即物体b所受静摩擦力最小．b正确．由于转台对物体的静摩擦力有一个最大值，设相互间摩擦因数为μ，静摩擦力的最大值可认为是f m=μmg．由f m=f n，即得不发生滑动的最大角速度为即离转台中心越远的物体，使它不发生滑动时转台的最大角速度越小．由于r c＞r a=r b，所以当转台的转速逐渐增加时，物体c最先发生滑动．转速继续增加时，物体a、b将同时发生滑动．c正确，d错．【答】b、c．【例4】如图，光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉a、b，相距l0=0.1m．长l=1m的柔软细线一端拴在a上，另一端拴住一个质量为500g的小球．小球的初始位置在ab连线上a的一侧．把细线拉直，给小球以2m／s的垂直细线方向的水平速度，使它做圆周运动．由于钉子b的存在，使细线逐步缠在a、b上．若细线能承受的最大张力t m=7n，则从开始运动到细线断裂历时多长？【分析】小球转动时，由于细线逐步绕在a、b两钉上，小球的转动半径会逐渐变小，但小球转动的线速度大小保持不变．【解】小球交替地绕a、b作匀速圆周运动，因线速度不变，随着转动半径的减小，线中张力t不断增大，每转半圈的时间t不断减小．令t n=t m=7n，得n=8，所以经历的时间为【说明】圆周运动的显著特点是它的周期性．通过对运动规律的研究，用递推法则写出解答结果的通式（一般表达式）有很重要的意义．对本题，还应该熟练掌握数列求和方法．如果题中的细线始终不会断裂，有兴趣的同学还可计算一下，从小球开始运动到细线完全绕在a、b两钉子上，共需多少时间？【例5】如图(a)所示，在光滑的圆锥顶用长为l的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时，球压紧锥面．此时绳的张力是多少？若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多少？【分析】小球在水平面内做匀速圆周运动，由绳子的张力和锥面的支持力两者的合力提供向心力，在竖直方向则合外力为零。
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B.做圆周运动的物体除受其他力外，还要受一个 向心力作用
C.向心力不改变圆周运动物体速度的大小
D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
能力· 思维· 方法
【例1】汽车以一定的速度在宽阔的马路上匀速行 驶，司机突然发现正前方有一墙，把马路全部堵死， 为了避免与墙相碰，司机是急刹车好，还是马上转 弯好?试定量分析说明道理。
延伸· 拓展
【解题回顾】近年高考压轴题中经常会遇到类 似的题型(如1995年高考最后一题的扔沙袋问 题)这类问题要先由前次的过程找规律，得出 n次时的通式，而后求解.
能力· 思维· 方法
绳断裂后小球沿圆周的切线方向做平抛运动，设小 球从抛出至落地的水平射程为x，如图4-3-4所示
x=v1t,h1=1/2gt2,
R= r 2 x 2
解得R=3L.
图4-3-4
能力· 思维· 方法
【解题回顾】由于速度是缓慢增长，所以在 绳断裂前，小球在任何一点的运动均可看做 是匀速圆周运动(大家可类比力的平衡那一章 中动态平衡问题)
延伸· 拓展
(1)小球从开始运动到细线完全缠到A、B上的时间 t=t1+t2+…+t0=[1+2+3+ … +(10-1)LAB] /v
［10L0-10×(10-1)/2×0.1］/v≈8.6s
(2)设在第x个半周期时，T=7N，
由Tx=m· v2/[L0-(x-1)LAB]，代入数据得x=8. 所经历的时间t= ［8L0-8×(8-1)LAB/2］/v = ［8×1-8(8-1)/2×0.1］/2=8.2s
图4-3-3
能力· 思维· 方法
(2)小球从抛出到落地，根据机械能守恒定律 1/2mv21+mgh1=1/2mv22，式中h1为绳断裂时小球距地 面的高度，由上式解得
h1=（v22-v21）/（2g）=11L/4， 设绳断裂时小球距天花板的高度为h2，则 h2=Lcos60°=L/2，
故房屋的高度H=h1+h2=13L/4.
课 前 热 身
3.下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物 体的有关说法正确的是(C) A.它们的线速度相等，角速度一定相等
B.它们的角速度相等，线速度一定相等
C.它们的周期相等，角速度一定相等 D.它们的周期相等，线速度一定相等
课 前 热 身
4.关于向心力的说法正确的是(C) A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
匀速圆周运动
要点· 疑点· 考点 课 前 热 身 能力· 思维· 方法
延伸· 拓展
课 前 热 身
1.做匀速圆周运动的物体，下列哪个来自理量是不 变的(C) A.运动速度
B.运动的加速度
C.运动的角速度 D.相同时间内的位移
课 前 热 身
2.匀速圆周运动特点是(D) A.速度不变，加速度不变 B.速度不变，加速度变化 C.速度变化，加速度不变 D.速度和加速度的大小不变，方向时刻在变
图4-3-2
能力· 思维· 方法
【解析】绳断裂前小球做圆锥摆运 动，绳断裂后小球沿切线方向做平 抛运动，直到落地，小球做平抛运 动的过程满足机械能守恒定律
(1)绳断前瞬间小球受力如图4-3-3 所示，由于
Tm=2mg,cos=mg/Tm=1/2，=60°
F合=mgtan60°=mv21/r，r=L· sin ， 3 gL 解得v1= 2
图4-3-5
延伸· 拓展
(1)如果细线不会断裂，从小球开始运动 到细线完全缠在A、B上需要多长时间? (2)如果细线的抗断拉力为7N，从开始运 动到细线断裂需经历多少时间?
延伸· 拓展
【解析】小球交替地绕A、B做匀速圆周运动，因线速 度不变，随着半径的减小，线中张力T不断增大，半 周期t不断减小推算出每个半周期的时间及半周期 数就可求出总时间，根据绳子能承受的最大拉力， 可求出细绳断裂所经历的时间.
能力· 思维· 方法
【解析】如果急刹车，则汽车做加速度a=g的匀 减速运动，设初速度为v0,则位移s=v20/(2g)式 中，表示汽车与水平面之间的动摩擦因数，g为 重力加速度. 如果是以v0的速率做匀速圆周运动转弯，则 摩擦力来提供物体做圆周运动所需的向心力，则 有： mg=mv２0/R，R=v20/g，由于R＞s，故司 机应紧急刹车好.
【解析】剪断绳子前，A球做匀速圆周运动的向心力 由B、C的重力提供，
(mB+mC)g=mAv2/r.
当剪断细绳的瞬间，v不变，所需的向心力不变， 但绳的拉力F=mAg＜mv2/r，则A球将做离心运动，半 径增大，物体B将上升，其势能增大，而A球的动能 减小，速率也减小.当mBg=mAv′2/r′时，重新做匀 速圆周运动这时的角速度=v′/r′＜v/r，即减小， 因而T=２/，T增大.故此题的答案为A、D
延伸· 拓展
【例4】如图4-3-5所示，光滑的水平面上钉有两枚铁 钉A和B相距0.1m，长1m的柔软细绳拴在A上，另一端 系一质量为0.5kg的小球，小球的初始位置在AB连线 上A的一侧，把细线拉紧，给小球以2m/s的垂直细线 方向的水平速度使它做圆周运动，由于钉子B的存在， 使线慢慢地绕在A、B上。
能力· 思维· 方法
【例2】如图4-3-1所示，小球用轻绳通过桌面上一光 滑小孔与物体B和C相连，小球能在光滑的水平桌面上 做匀速圆周运动，若剪断B、C之间的细绳，当A球重新 达到稳定状态后，则A球的( ) A.运动半径变大
B.速率变大 C.角速度变大 D.周期变大 图4-3-1
能力· 思维· 方法
能力· 思维· 方法
【解题回顾】大家容易人注意用圆周运动知道 论问题，不易想起用机械来讨论A动能变化，望 大家以后要扩展思维.
能力· 思维· 方法
【例3】如图4-3-2所示，在圆柱形 房屋天花板中心O点悬挂一根长为L 的细绳，绳的下端挂一个质量为m 的小球，已知绳能承受的最大拉力 为2mg，小球在水平面内做圆周运 动，当速度逐渐增大到绳断裂后， 小球恰好以速度v2= 7 gL 落到墙角 边，求(1)绳断裂瞬间小球的速度v1； (2)圆柱形房屋的高度H和半径R.
在第一半周期内：T1=mv2/L0,t1=L0/v； 在第二个半周期内：T2=mv2/(L0-LAB)， t2=［L0-LAB］/v；
延伸· 拓展
在第三个半周期内：T3=mv2/(L0-2LAB)，
t3=(L0-2ＬAB)/；…； 在第n个半周期内：Tn=mv2/[L0-(n-1)LAB]， tn=[L0-(n-1)LAB］/v. 由于L0/LAB=1/0.1=10，∴n≤10.