2021届高三物理一轮复习力学曲线运动平圆周运动的描述角速度与转速专题练习
2021届高三物理一轮复习力学曲线运动圆周运动的描述向心加速度与角速度、周期的关系专题练习
2021届高三物理一轮复习力学曲线运动圆周运动的描述向心加速度与角速度、周期的关系专题练习一、填空题1．一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么它的向心加速度为_____m/s2，它的角速度为_____rad/s。
2．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B∶R C＝3∶2＝A 轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B 轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的向心加速度大小之比为：______________＝3．在长0.2m的细绳的一端系一小球，绳的另一端固定在水平桌面上，使小球以0.6m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球运动的角速度为___________,向心加速度为______.4．在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，C点离大轮轴距离等于小轮半径，若皮带不打滑，则角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝________，线速度之比v A∶v B∶v C＝________，向心加速度之比a A∶a B∶a C＝________.5．一物体做匀速圆周运动，半径为50 cm，角速度为10 rad/s，则物体运动的线速度大小为________ m/s，向心加速度大小为________ m/s2.6．一个质量为4kg的物体在半径为4m的圆周上以4m/s的速率做匀速圆周运动，则向心加速度a＝________ m/s2，所需的向心力Fn＝________N.7．＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝R=20cm＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝V=0.2m/s＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝______m/s2＝＝＝＝＝＝______s＝8．如图所示，皮带传动装置,在运行中皮带不打滑，两轮半径分别为R和r，且r＝R=2＝3＝M＝N分别为两轮边缘上的点，则在皮带运行过程中，M＝N两点的角速度之比为ωM＝ωN=_____；向心加速度之比为a M＝a N=______＝9．某物体做匀速圆周运动，周期为2s，半径为5m，则其角速度ω=__________rad/s，线速度v=_______ m/s，向心加速度a=_________2m/s．10．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ω=15rad/s ．则圆盘边缘上A 点的线速度大小v= m/s ，向心加速度大小a= m/s 2．11．一个质量m=3kg 的物体在水平面内沿半径 R=10 cm 的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s ，那么，它的向心力为 _______ N,它的角速度为_______ rad/s ，它的周期为______s,转速是______r/s12．如下图所示，两个摩擦传动的轮子，A 为主动轮，转动的角速度为ω，已知A＝B 轮的半径分别是R 1和R 2＝C 点离圆心捉为R 2/2，则C 点处的向心加速度是______＝13．如图所示的传动装置中，B 、C 两轮固定在一起绕同一轴转动，A 、 B 两轮用皮带传动，三轮半径关系2==A c B r r r ，若皮带不打滑，求A B、C 轮边缘的a、b 、 c 三点的角速度: a b c ::ωωω=_______, 线速度大小::a b c v v v =___________，向心加速度大小::na nb nc a a a = ___________.14．自行车的小齿轮A 、大齿轮B 和后轮C 是相互关联的三个传动部分，且A 、B 两轮的半径之比R A :R B =p,B 、C 两轮的半径之比R B :R C =q,如图所示．当自行车正常骑行时：（1）B 、C 两轮边缘的线速度大小之比v B : v C =_________．（2）A 、B 两轮边缘的向心加速度大小之比a A :a B =_________．（3）B 、C 两轮边缘的向心加速度大小之比a B :a C =_________．15．一辆赛车在半径为50m 的水平圆形赛道参加比赛，已知该赛车匀速率跑完最后一圈所用时间为15s ．则该赛车完成这一圈的角速度大小为________rad/s ，向心加速度大小为________m/s 2（结果均保留2位小数）．二、综合题16．如图所示的圆锥摆中，小球的质量m=50g，绳长为1m，小球做匀速运动的半径r=0.2m，转速n=120r/min，小球的向心力加速度是多大，所受向心力是多大？17．一根长为L=1.0m的细绳系一质量为M=0.5kg的小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示．小球转动的角速度为ω=2πrad/s．试求：（1）小球的向心加速度（2）绳中的拉力18．如图所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置．有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r的塑枓圆盘，圆盘中心正下方用细线接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另端连接一个小球．实验操作如下：①利用天平测量小球的质量m,记录当地的重力加速度g的大小；②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1 的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h＝③当小球第一次到达A点时开始计时，并记录为1次，记录小球n次到达A点的时间t＝④切断电源，整理器材．请回答下列问题：(1)下列说法正确的是______＝A＝小球运动的周期为t nB＝小球运动的线速度大小为2(1)n Rtπ-C＝小球运动的向心力大小为mgR hD＝若电动机转速增加，激光笔1＝2应分别左移、升高(2)若已测出R=40.00cm＝r=4.00cm, h=90.00cm,t=100. 00s,n=51, π取3.14, 则小球做圆周运动的周期T=_____s,记录的当地重力加速度大小应为g=____m/s2＝(计算结果均保留3位有效数字）参考答案1．0.2 1 2．9＝6＝4 3．3rad/s 1.8m/s24．3∶1∶1 3∶3∶1 9∶3∶1 5．5 50 6．4167．0.2；2π；8．ωM:ωN=2:3a M:a N=2:3 9．π5π25π10．6；9011．1.2 N2rad/sπ s 1πr/s12．2212/2R Rω13．1：2：2；1：1：2；1：2：4；14．pq 1pp2q15．0.42 rad/s 8.77m/s216．31.55m/s ＝1.58N 17．(1)a=4π2m/s2(2)F=2π2N 18．BD 2.009.86。
(浙江专版)2021版高考物理一轮复习第四章曲线运动第3讲圆周运动及其应用练习(含解析)
第3讲圆周运动及其应用考点1 描述圆周运动的物理量及其关系(d)【典例1】(2018·浙江4月选考真题)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图),在相同时间内,它们通过的路程之比是4∶3,运动方向改变的角度之比是3∶2,则它们( )A.线速度大小之比为4∶3B.角速度大小之比为3∶4C.圆周运动的半径之比为2∶1D. 向心加速度大小之比为1∶2【解析】选A。
因为相同时间内它们通过的路程之比是4∶3,根据v=,则A、B的线速度之比为4∶3,故A正确;运动方向改变的角度之比为3∶2,根据ω=,则角速度之比为3∶2,故B错误;根据v=ωr可得圆周运动的半径之比为=×=×=,故C错误;根据a=vω得,向心加速度之比为==×=,故D错误。
1.如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为( )A. B.C. D.【解析】选D。
转速为单位时间内转过的圈数,因为转动一圈,对圆心转过的角度为2π,所以ω=2πn,因为要测量自行车前进的速度,即车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小。
根据题意知:轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度的大小相等,据v=rω可知r1ω1=r2ω2,已知ω1=2πn,则轮Ⅱ的角速度ω2=ω1。
因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴,所以转动的ω相等,即ω3=ω2,根据v=rω可知,v=r3ω3=,故选D。
2.(2019·台州模拟)如图所示为“行星转动示意图”。
中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R1,周围四个“行星轮”的转动轴固定,其半径为R2,“齿圈”的半径为R3,其中R1=1.5R2,A、B、C分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点,齿轮转动过程不打滑,那么( )A.A点与B点的角速度相同B.A点与B点的线速度相同C.B点与C点的转速之比为7∶2D.A点与C点的周期之比为3∶5【解析】选C。
高考物理一轮复习圆周运动专题训练(附答案)-教学文档
高考物理一轮复习圆周运动专题训练（附答案）质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。
以下是圆周运动专题训练，请考生认真练习。
1.(2019湖北省重点中学联考)由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是()A.P、Q两点的角速度大小相等B.P、Q两点的线速度大小相等C.P点的线速度比Q点的线速度大D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用2.(2019资阳诊断)水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径Rr=21。
当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1，若改变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为，则()A.=Rr=21B.=2C.=1D.=a13.自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，如图3所示。
当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aAaB∶aC等于()A.11∶8B.41∶4C.41∶32D.12∶4对点训练：水平面内的匀速圆周运动4.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。
每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。
假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为()A. 2B.4C. 5D.95.(多选)绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动()A.转速相同时，绳长的容易断B.周期相同时，绳短的容易断C.线速度大小相等时，绳短的容易断D.线速度大小相等时，绳长的容易断6.(多选)(2019河南漯河二模)两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-曲线运动(含答案)
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-曲线运动一、单选题1.取水平地面为重力势能零点。
一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。
不计空气阻力。
该物块落地式的速度方向与水平方向的夹角为（）A. B. C. D.2.一竖直倒立的圆锥筒，筒侧壁倾斜角度a不变，一小球在的内壁做匀速圆周运动，球与筒内壁的摩擦可忽略，小球距离地面的高度为H，则下列说法中正确的是（）A.H越小，小球对侧壁的压力越大B.H越大，小球做圆周运动的线速度越大C.H越小，小球做圆周运动的向心力越小D.H越大，小球做圆周运动的周期越小3.在水平面上转弯的摩托车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.滑动摩擦力C.静摩擦力D.重力支持力牵引力的合力4.在光滑平面中，有一转动轴垂直于此平面，交点O的上方h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为m的小球B，绳长AB=l＞h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示，要使球不离开水平面，转动轴转速的最大值是（）A. B.π C. D.2π5.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个初速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。
初速度较大的球越过球网，初速度较小的球没有越过球网。
其原因是（）A.初速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大B.初速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少C.初速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大D.初速度较小的球下降相同距离所用的时间较多6.如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率v A＝10 m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小v B为（）A.m/sB.m/sC.5 m/sD.20 m/s7.下列说法正确的是（）A.牛顿、千克、秒为力学单位制中的基本单位B.牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量C.洗衣机脱水桶脱水时利用了离心运动D.理想实验是把实验的情况外推到一种理想状态，所以是不可靠的8.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，则各点线速度、角速度的关系下列判断正确的是()A. B. C. D.9.如图所示，一物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，且板始终保持水平，位置MN在同一水平高度上，则：（）A.物体在位置MN时受到的弹力都大于重力B.物体在位置MN时受到的弹力都小于重力C.物体在位置M时受到的弹力大于重力，在位置N时受到的弹力小于重力D.物体在位置M时受到的弹力小于重力，在位置N时受到的弹力大于重力10.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r A>r B ＝r C，则这三点的向心加速度a A、a B、a C的关系是( )A. B. C. D.二、多选题11.如图所示﹣从水平地面上a、b两点同时抛出两个物体，初速度分别为v1和v2，与水平方向所成角度分別为30°和60°．某时刻两物体恰好在ab连线上一点o（图中未画出）的正上方相遇，且此时两物体速度均沿水平方向巧不计空气阻力．则（）A.v1＞v2B.v1=v2C.oa＞abD.oa＜ab12.如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是（）A.物块处于平衡状态B.物块受二个力作用C.在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘D.在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘13.一小球沿半径为2m的轨道做匀速圆周运动，若周期，则（）A.小球的线速率是4m/sB.经过s，经过小球的位移为πmC.经过s，小球的位移为D.经过s，小球的位移大小为4m14.在一次抗洪抢险战斗中，一位武警战士驾船把群众送到河对岸的安全地方．设河水流速为3m/s，河宽为600m，船相对静水的速度为4m/s．则下列说法正确的是（）A.渡河的最短时间为120sB.渡河的最短时间为150sC.渡河的最短航程为600mD.渡河的最短航程为750m15.根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（）A.如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B.如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻C.如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低D.如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低16.在光滑水平面内有一直角坐标系xOy，在t=0时刻，质量为m=2kg的物块从直角坐标系的坐标原点O以一初速度沿y轴正方向开始运动，同时受一沿+x方向的恒力F作用，其沿x方向的位移x与x方向的速度的平方关系如图甲所示，沿y方向的位移y随时间t 的变化关系如图乙所示。
浙江专版2021版高考物理一轮复习第四章曲线运动考点强化练12圆周
浙江专版2021版高考物理一轮复习第四章曲线运动考点强化练12圆周考点强化练12圆周运动1.右边的图片是一个玩具陀螺，a、B和C是陀螺表面的三个点。
当陀螺仪以角速度绕垂直于地面的轴ω旋转时，当陀螺仪稳定旋转时，以下表达式是正确的（）a.a、b和c三点的线速度大小相等b.b、c两点的线速度始终相同c.b、c两点的角速度比a点的大d.b、c两点的加速度比a点的大2.如图所示，半径为r的圆柱绕垂直中心轴OO'旋转，小块a靠在圆柱内壁上，它与圆柱内壁之间的动摩擦系数为μ，最大静摩擦与滑动摩擦相同。
如果a不下降，圆柱体旋转的角速度ω至少（）a.Bc.d.3.如图所示，有皮带传动装置。
从a点、B点和C点到各自转轴的距离分别为RA、Rb 和RC，这是已知的,若在传动过程中,皮带不打滑。
则()a、点a的角速度等于点C的角速度。
点B的线速度等于点C的线速度c.b点与c点的角速度大小之比为2∶1d.b点与c点的向心加速度大小之比为1∶4一4.当汽车驶向一凸形桥时,为使在通过桥顶时,减小汽车对桥的压力,司机应()a.以尽可能小的速度通过桥顶b.增大速度通过桥顶c、以任何速度以恒定速度通过桥的顶部d.使通过桥顶的向心加速度尽可能小5.如图所示，当杂技演员表演“水流星”节目时，当盛水的杯子经过最高点，杯口落下时，水不会溢出。
至于杯子通过最高点时的水压力，下面的说法是正确的（）a.水处于失重状态,不受重力的作用b.水受一对平衡力的作用,合力为零c、因为水是圆周运动的，所以它一定会受到重力和向心力的影响。
D.杯底对水的作用力可能为零6.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3。
若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为()a、不列颠哥伦比亚省。
7.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,其安全速度为()a.v=kb、五≤c.v≤d.v≤8.质量为m的小球在垂直面内在圆管内移动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示。
2021届高三物理一轮复习力学曲线运动圆周运动的描述线速度与角速度的关系传动问题专题练习
2021届高三物理一轮复习力学曲线运动圆周运动的描述线速度与角速度的关系传动问题专题练习一、填空题1．如下图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A 是大轮边缘上一点，B 是小轮边缘上一点，C 是大轮上一点，C 到圆心O 1的距离等于小轮半径。
转动时皮带不打滑，则A 、B 、C 三点的角速度之比::A B C ωωω=_____________，向心加速度大小之比::A B C a a a =_____________。
2．无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度．如图所示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此的摩擦力带动．若主动轮转速一定，当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时，从动轮转速降低；当滚轮从右向左移动时，从动轮转速增加．当滚轮位于主动轮直径D 1，从动轮直径D 2的位置上时，主动轮转速n 1、从动轮转速n 2之间的关系是________．3．如图所示是一个玩具陀螺，a 、b 和c 是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，线速度大小相等的点是________，角速度相等的点是__________。
4．如图所示地球绕地轴匀速转动，在地面上有两个点P 、Q ，P 在赤道上，Q 的纬度是60︒ ，则它们的线速度之比为____________，加速度之比为__________．5．如图所示，一个圆环以竖直方向直径AB 为轴匀速转动，环上的P 、Q 两点和环心的连线与竖直方向所成的角分别为600和300，则P 、Q 两点转动的角速度之比为____________，P 、Q 两点的线速度大小之比为____________．6．如图所示为教室门的示意图，a 、b 为门上两点，r a 、r b 分别表示a 、b 距固定转轴MN 的距离，且，2b a r r =。
当门绕转轴MN 匀速转动时，a 、b 两点的角速度大小之比a b ωω：=_________________，a 、b 两点的线速度大小之比a b v v ：=_________________。
2021高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时规范练12圆周运动新人教版
2021高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时规范练12圆周运动新人教版基础巩固组1.(圆周运动的运动学分析)某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,其简化示意图如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为()A. B. C. D.答案A解析甲、乙、丙的线速度大小相等,依照a=知甲、丙的向心加速度之比为r3∶r1,甲的向心加速度a甲=r1ω2,则a丙=。
故A正确,B、C、D错误。
2.(圆周运动的运动学分析)(2021·江苏无锡测试)甲、乙、丙三个物体,甲放在海南,乙放在无锡,丙放在天津。
当它们随地球一起转动时。
下列说法正确的是()A.三个物体的角速度相等B.甲的线速度最小C.三个物体的线速度都相等D.甲的角速度最大答案A解析甲、乙、丙三个物体,甲放在海南,乙放在无锡,丙放在天津,它们随地球一起转动时它们的周期相同,角速度相同,甲的半径最大,由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度最大,故A正确,B、C、D错误。
3.(圆周运动的动力学分析)如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在水平转轴O上,杆随转轴O在竖直平面内匀速转动,角速度为ω,某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直,则现在杆与水平面的夹角是()A.sin θ=B.tan θ=C.sin θ=D.tan θ=答案A解析小球所受重力和杆的作用力的合力提供向心力,当杆对球的作用力恰好与杆垂直时,依照牛顿第二定律有mg sin θ=mLω2,解得sin θ=。
故A正确,B、C、D错误。
4.(多选)(圆周运动的动力学分析)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。
现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P'位置),两次金属块Q都静止在桌面上的同一点,则后一种情形与原先相比较,下面判定正确的是()A.Q受到桌面的支持力变大B.Q受到桌面的静摩擦力变大C.小球P运动的角速度变大D.小球P运动的周期变大〚导学号06400123〛答案BC解析金属块Q在桌面上保持静止,依照平稳条件知,Q受到的桌面的支持力大小等于其重力,保持不变,选项A错误;设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为F T,细线的长度为L,小球P做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图所示,则有F T=,F n=mg tanθ=mω2L sin θ,可得角速度ω=,周期T==2π,使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,θ增大,cos θ减小,则细线拉力F T增大,角速度ω增大,周期T减小,选项C正确,D错误;对Q,由平稳条件知,Q受到桌面的静摩擦力变大,选项B正确。
2021年高考物理一轮复习学与练4.3 圆周运动(精讲)(解析版)
专题4.3 圆周运动【考情分析】1．了解线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。
理解向心力及向心加速度。
2．能结合生活中的圆周运动实例熟练应用向心力和向心加速度处理问题。
3．能正确处理竖直平面内的圆周运动。
4．知道什么是离心现象，了解其应用及危害。
会分析相关现象的受力特点。
【重点知识梳理】知识点一 匀速圆周运动及描述 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3．线速度、角速度、周期、向心加速度之间的关系 (1)v ＝ωr ＝2πTr ＝2πrf .(2)a n ＝v 2r ＝rω2＝ωv ＝4π2T 2r ＝4π2f 2r .知识点二 匀速圆周运动的向心力1．向心力的理解 (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 ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r 。
(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)来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。
2．离心现象 (1)现象做圆周运动的物体，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)受力特点①当F n ＝mω2r 时，物体做匀速圆周运动。
②当F n ＝0时，物体沿切线方向飞出。
③当F n ＜mω2r 时，物体逐渐远离圆心，做离心运动。
④当F n ＞mω2r 时，物体逐渐靠近圆心，做近心运动。
(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要的向心力。
【典型题分析】高频考点一 匀速圆周运动【例1】（2019·江苏卷）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱A ．运动周期为2πRωB ．线速度的大小为ωRC ．受摩天轮作用力的大小始终为mgD ．所受合力的大小始终为mω2R 【答案】BD【解析】由于座舱做匀速圆周运动，由公式2πT ω=，解得：2πT ω=，故A 错误；由圆周运动的线速度与角速度的关系可知，v R ω=，故B 正确；由于座舱做匀速圆周运动，所以座舱受到摩天轮的作用力是变力，不可能始终为mg ，故C 错误；由匀速圆周运动的合力提供向心力可得：2F m R ω=合，故D 正确。
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2021届高三物理一轮复习力学曲线运动圆周运动的描述角速度与转速专题
练习
一、填空题
1．做匀速圆周运动的物体，10s 内沿半径为20m 的圆周运动了100m ，则其线速度为_____m/s ，角速度为_____________rad/s
2．周期和转速：①周期是物体沿圆周运动____________的时间(T )
②转速是物体单位时间转过的_____________ (n )，也叫频率(f )s
3．如图，半径为R 的圆盘上绕有一根轻绳，轻绳的另一端与放在水平桌面上物体相连，物体质量为m ，绳子处于水平状态，物体与桌面的摩擦系数为.0t μ=开始，圆盘以角速度(kt k ω=为常数)转动，绳子上拉力为______；经过时间t ，圆盘转过的圈数n =______．
4．物体做匀速圆周运动，半径r=20m ，在时间t=10s 内沿圆周运动了一段路程s=100m ，则其线速度v=_____m/s ，角速度ω=_____rad/s 。
5．一物体在水平面内沿半径 R=20 cm 的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s ，那么，它的向心加速度为______m/s 2，它的角速度为_______ rad/s ，它的周期为______s ．
6．A 、B 两质点分别做匀速圆周运动，若它们在相等的时间内通过的弧长之比为1：2，而转过的圆心角之比为2：1，则它们的线速度之比________，角速度之比_________，它们做圆周运动的半径之比为_______ 7．如图所示，长度为L =0．5m 的轻杆，一端固定质量为m =1．0Kg 的小球，另一端固定在转动轴O 上，小球绕轴在水平面上匀速转动，杆子每隔0．1s 转过30o 角，小球运动的向心加速度为___________,小球运动的向心力为________________。
8．如图所示，黑圆板上有三条白条，用一闪光灯照亮，灯每秒闪光20次，圆板绕过圆心的轴顺时针匀速转动，
（1）当1ω=______时只看到三条白条；（2）当2ω=_______时可看到六条白条.
9．某微波炉的盛物盘的直径为27cm ，当盛物盘以0.5r/min 的转速做匀速圆周运动时，放在该盛物盘边缘
上花生米的线速度为_________m/s，角速度为________rad/s。
10．位于上海市锦江乐园的、世界排第五的“摩天轮”，它的高度是108m，直径98m，坐厢内的游客1小时可转2.4圈。
由此可知，游客转动的周期为____________s，线速度v ____________m/s。
11．用DIS系统的光电门传感器测得旋转半径为16
m
25
的家用吊扇叶片边缘的最大速度为16m/s，则该吊扇
每旋转一周所用时间为______s，吊扇旋转的角速度为______rad/s.
12．如图所示，细杆上固定两个小球a和b，杆绕O点匀速转动．已知两小球做圆周运动半径之比R a：R b=1：2，则两个小球的角速度之比ωa:ωb=___________; 线速度之比v a:v b=__________．
13．如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次。
风扇的叶片有三片，均匀安装在转轴上。
转动时如观察者感觉叶片不动，则风扇的转速是_________r/min。
如果观察者感觉叶片有六片，则风扇的转
速是________r/min（电动机的转速不超过800r/min）。
14．如图所示，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m的小钢球（视为质点）．将米尺固定在水平桌面上，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，读出钢球到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t．则
（1）小钢球做圆周运动的周期T=__________；
（2）小钢球做圆周运动的向心力F=_______________________________（用m、n、t、r等物理量表示）15．2020年7月23日，长征五号遥四运载火新托举着中国首次火星探测任务“天向一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空，开启了奔向火星之旅。
若把火星和地球的公转看成同一平面内同向的匀速圆周运动，已知火星到太阳的距离是地球到太阳距离的1.5 倍，火星的公转周期为687天，则地球公转的线速度是火星的________倍；若现在地球和火星之间的距离为最小值，则再过________天火星和地球之间的距离再次达到最小值。
（结果均保留三位有效数字）
二、解答题
16．如图所示，一水平传送装置有轮半径均为R= 1/πm 的主动轮1Q 和从动轮2Q 及传送带等构成．两轮轴心相距8.0 m ，轮与传送带不打滑．现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因素为μ = 0.4，这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出．（g 取10 m/s 2）
（1）当传送带以4.0 m/s 的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端O 2正上方的A 点轻放在传送带上后，这袋面粉由A 端运送到O 1正上方的B 端所用的时间为多少？
（2）要想尽快将这袋面粉由A 端送到B 端（设初速度仍为零），主动轮O 1的转速至少应为多大？
17．如图所示，在半径为R 的水平圆板中心轴正上方高为h 处，水平抛出一小球，圆板作匀速转动.当圆板半径OA 与初速度方向一致时开始抛出小球，要使球与圆板只碰一次，且落点为A ，则小球的初速度v 0应为多大?圆板转动的角速度为多大?
18．飞球调速器是英国工程师瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计，这是人造的第一个自动控制系统。
如图所示是飞球调速器模型，它由两个质量2m =kg 的球通过4根长0.25l =m 的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接，上面套筒固定，下面套筒质量为8M =kg ，可沿轴上下滑动，不计一切摩擦，重力加速度为g ，当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度ω匀速转动时，轻杆与竖直轴之间的夹角θ为60°，求：
(1)杆对套筒M 的弹力大小；。
(2)飞球角速度ω的大小。
word 版 高中物理
1 / 5 参考答案
1．10 0.5 2． 一周 圈数 3．()m kR g μ+； 2
4kt π
4．10 0.5 5．0.2， 1， 2π 6．1：2 2：1 1：4 7．
2225/18m s π 22518N π 8．1403k πω=， 0,1,2,k = 220(21)3
k ωπ=+，0,1,2,k
= 9．37.0710-⨯ 0.052 10．1500s 0.21m/s 11．0.25 25
12．1:1; 1:2; 13．600 300 14．t n 22
24n m r t π 15．1.25 779 16．(1)2.5s (2)n ＝240r/min （或4r/s ）
17
．0v =
n ω= (n =1,2,3,···) 18．(1)80N(2) 20rad /s ω=。