训练3:圆周运动知识点总结和习题
圆周运动归纳、总结、训练(含答案)

圆周运动归纳、总结、训练(含答案)圆周运动归纳、总结、训练(含答案)匀速圆周运动归纳、总结、训练(含答案)【知识回顾、方法点拨】考点一、基本概念匀速圆周运动定义:任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动理想化模型。
1.线速度(矢量):(1)vs/t(比值法定义)单位m/s (2)方向:圆周轨迹的切线方向2.角速度:(1)/t(比值法定义)单位弧度/秒,(rad/s)3.周期T(s)频率f(Hz)T=1/f转速n(r/s或r/min):当单位时间取秒时,转速n与频率f在数值上相等关系:T=1/n4.关系:vts2T2R2n2RnRtTvR,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。
匀速圆周运动速率大小不变,并不是匀速运动而是变速运动。
匀速圆周运动中,角速度是恒定不变的.匀速圆周运动的条件引入:物体做曲线运动的条件:切向力改变速度大小,法向力改变速度方向。
条件:(1)初速度v0;2(2)F合v,F合F向mRm5、向心加速度、向心力av2v2Rm4T22Rm4nRmv22rr24T22r(2f)r2Fmamv2rmrm24T22rm(2f)r2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方向都时刻在改变(圆周运动一定是非匀变速运动)。
ar,ω相同时,a与r成正比;a2v2r,v相同时,a与r成反比;r相同时,a与ω成2正比,与v2成反比。
(1)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)向心力是变力,而不是恒力.向心力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.温馨提示:在匀速圆周运动中,向心力是由物体受到的合外力,反之,做圆周运动的物体合力指向圆心,则是匀速圆周运动。
圆周运动小结知识点总结

圆周运动小结知识点总结一、圆周运动的基本概念1. 圆周运动的定义:圆周运动是一个物体或者一个系统绕着一个固定的圆心做圆周运动。
2. 圆周运动的特点:在圆周运动中,物体绕着一个固定的圆心做圆周运动,由于物体的运动方向和加速度方向垂直,因而圆周运动中的加速度称为向心加速度。
3. 向心加速度的方向:向心加速度的方向始终指向圆心。
4. 向心加速度的大小:向心加速度的大小与圆周运动的线速度的平方和圆的半径成正比,公式为 a = v²/r,其中 a 表示向心加速度,v 表示线速度,r 表示半径。
5. 圆周运动的周期:圆周运动完成一次运动所需的时间称为圆周运动的周期,用 T 表示。
6. 圆周运动的频率:圆周运动单位时间内完成的圆周运动次数称为圆周运动的频率,用 f 表示。
7. 圆周运动的角速度:圆周运动角度在单位时间内转过的角度称为角速度,用ω 表示。
二、圆周运动的运动规律1. 圆周运动的速度:圆周运动的速度是指物体绕圆心做圆周运动时在圆周上的线速度。
2. 圆周运动的线速度公式:圆周运动的线速度 v 与角速度ω 和圆的半径 r 成正比,公式为v = ωr。
3. 圆周运动的角速度公式:圆周运动的角速度ω 与圆周运动的周期 T 成反比,公式为ω = 2π/T。
4. 圆周运动的受力分析:在圆周运动中,物体受到向心力的作用,向心力一般由拉力、重力等提供。
5. 圆周运动的牛顿运动定律:在圆周运动中,牛顿第一定律和牛顿第二定律仍然成立,不过要根据实际情况进行修正。
6. 圆周运动的能量转化:在圆周运动中,由于向心力的作用,物体的机械能将发生转换,动能和势能将不断地进行转换。
三、圆周运动的相关公式1. 圆周运动的线速度公式:v = ωr。
2. 圆周运动的角速度公式:ω = 2π/T。
3. 圆周运动的向心加速度公式: a = v²/r。
4. 圆周运动的周期和频率之间的关系: f = 1/T。
5. 圆周运动的动能公式: KE = 1/2mv²。
物理(圆周运动)复习要点及例题解答

物理(圆周运动)复习要点及例题解答Ⅰ基础知识:一.向心力1.概念:做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用,这个力叫向心力。
2.方向:向心力指向圆心,方向不断变化。
3.作用:向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向,不改变速度大小4.大小:r a 2ω=; r v a 2=二.向心加速度1.概念:做圆周运动的物体,在向心力F 的作用下必然要产生一个加速度,据牛顿运动定律得到:这个加速度的方向与向心力的方向相同,叫做向心加速度。
2.向心加:速度的方向同于向心力的方向,时刻指向圆心,由于a 向的方向时刻在变,所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。
3大小:结合牛顿运动定律推导得到r a 2ω= r v a 2=三.描述匀速圆周运动快慢的物理量1.线速度:线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;线速度的大小t s v =,线速度是矢量,它既有大小,也有方向。
2.角速度:角速度是物体做圆周运动单位时间转过的角度;匀速圆周的角速度ω 是恒定的;单位的写法rad/s3.周期(T )、频率(f )和转速(n )4.线速度、角速度、周期之间的关系wr v T r w t rr v =⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==ππ22 Ⅱ.例题分析例题1.如图1所示,一圆盘可绕一通过圆心O 且垂直盘面的竖直轴转动。
在圆盘上放置一木块,木块圆盘一起作匀速运动,则 [ ]A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块运动方向相反B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块运动方向相同C.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆心D.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆心例题2.如图3所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且R A=R C=2R B,则三质点的向心加速度之比a A:a B:a C等于 [ ]A.4:2:1B.2:1:2C.1:2:4D.4:1:4例题3.如图2所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是 [ ]A.重力B.弹力C.静摩擦力D.滑动摩擦力例题4.一可转动的圆盘半径为R,甲、乙两物体的质量分别为M与m(M>m),它们与圆盘之间的动摩擦因数为μ,两物体用一根长为L的轻绳连在一起,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多少例题5.如图,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,求:(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?(2)当小球在圆下最低点速度为6m/s时,绳拉力是多少?(g=10m/s2)例题6.如图所示,飞机在半径为R的竖直平面内翻斤斗,已知飞行员质量为m,飞机飞至最高点时,对座位压力为N,此时飞机的速度多大?例题7.如图MN为水平放置的光滑圆盘,半径为1.0m,其中心O处有一个小孔,穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B,A、B两球的质量相等。
高中物理第六章圆周运动知识点归纳总结(精华版)(带答案)

高中物理第六章圆周运动知识点归纳总结(精华版)单选题1、某同学参加编程机器人大赛,参赛机器小车(视为质点,如图所示)的质量为2kg,设定该参赛机器小车的速度大小始终为1m/s。
现小车要通过一个半径为0.2m的圆弧凸桥,重力加速度大小g取10m/s2,下列说法正确的是()A.小车通过圆弧凸桥的过程中加速度不变B.小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零C.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为10 ND.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为30 N答案:CAB.小车通过圆弧凸桥的加速度为a=v2 r因为小车速度不变,轨道半径不变,所以小车的加速度大小不变,但方向指向圆心,且始终在发生变化,所以小车所受合力不为零,故AB错误;CD.小车通过圆弧凸桥最高点时,根据牛顿第二定律有m g-F N=m v2R解得F N=10 N由牛顿第三定律可知,桥受到的压力大小为10 N,故C正确,D错误。
故选C。
2、如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。
当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A.当转盘匀速转动时,物块P所受摩擦力方向为c方向B.当转盘匀速转动时,物块P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为a方向D.当转盘减速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为b方向答案:AAB.当转盘匀速转动时,物块P所受的重力和支持力平衡,摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力,故摩擦力方向沿半径指向圆心O点,故A正确,B错误;C.当转盘加速转动时,物块P做加速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a方向的切向力,使线速度大小增大,即物块P所受摩擦力方向可能为b方向,故C错误;D.当转盘减速转动时,物块P做减速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有沿与a方向相反的切向力,使线速度大小减小,即物块P所受摩擦力方向可能为d方向,故D错误。
高一物理必修二_第二章圆周运动知识点与例题练习

1.物体的运动轨迹是圆的运动叫圆周运动圆周运动圆周运动是变速..速率..运动,“速”特指匀速圆周运动:质点沿圆周运动,任意..相等时间内通过的圆弧长度相等(但任意相等时间内,位移大小..相等)2.线速度:方向:切线方向单位:m/s角速度:方向:右手螺旋定则单位:rad/s转速(n):质点在单位时间内转过的圈数。
单位:r/s或r/min周期(T):质点转动一周所用的时间。
单位:s3.几个有用的结论:①同轴转动的物体上各点转动的周期和角速度均相同②皮带不打滑时,皮带上各点和轮子边缘..各点的线速度大小相等③两齿轮间不打滑时,两轮边缘..各点的线速度大小相等4.向心力狭隘定义:物体做圆周运动时,所受的沿半径指向圆心方向的力(合力)。
向心力广义定义:质点(或物体)作曲线运动时所需的指向曲率中心的力,又称法向力。
向心力简单定义:改变物体运动方向的力..........。
5.对向心力的理解:①向心力是物体所受到的指向圆心方向的合力的新名字...,故受力分析时,不能“强迫”物体再受一个向心力.......,只能思考,是由哪些力去“充当”“提供”向心力。
②不是因为物体做圆周运动而产生了向心力,而是因为物体受到指向圆心的力(向心力)才做圆周运动。
③向心力是从力的作用效果..角度来命名的,它不是具有确定性质的某种类型的力。
相反,任何性质的力都可以作为向心力。
④向心力来源:它可是某种性质的一个力,或某个力的分力,还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。
⑤向心力总指向圆心,时刻垂直于速度方向,故向心力只能改变速度的方向,不能改变速度的大小。
6.向心加速度:与向心力相呼应的加速度,指向圆心,总垂直于速度方向。
匀速圆周运动是变速运动,是变加速...运动(加速度方向在变)。
7.变速圆周运动和匀速圆周运动的特点:8.圆周运动方程F合== 的理解:左边F合是外界(如绳子)实际提供的...力右边是物体做圆周运动需要的...力的大小等号的含义是:“满足”、“提供”、“充当”①F合= 时,物体刚好..能做圆周运动;②F合< 时,物体做离心运动;③F合> 时,物体做近心运动。
圆周运动知识点与经典练习

圆周运动知识点与经典练习一、圆周运动的基本概念圆周运动是指物体沿着圆周路径进行的运动。
在圆周运动中,物体的运动轨迹是一个圆,其速度方向不断变化。
1、线速度(v)线速度是物体在圆周运动中通过的弧长与所用时间的比值。
线速度的大小等于弧长除以时间,即 v =Δs/Δt。
线速度的方向沿圆周的切线方向。
2、角速度(ω)角速度是物体在单位时间内转过的角度。
角速度的大小等于角度的变化量除以时间,即ω =Δθ/Δt。
角速度的单位是弧度每秒(rad/s)。
3、周期(T)和频率(f)周期是物体做圆周运动一周所用的时间,频率则是单位时间内完成圆周运动的次数。
它们之间的关系是 T = 1/f。
4、转速(n)转速是指物体单位时间内转过的圈数,单位通常为转每秒(r/s)或转每分钟(r/min)。
二、圆周运动的线速度、角速度、周期之间的关系1、线速度与角速度的关系v =ωr,其中 r 是圆周运动的半径。
2、线速度与周期的关系v =2πr/T3、角速度与周期的关系ω =2π/T三、向心加速度向心加速度是描述物体在圆周运动中速度方向变化快慢的物理量。
向心加速度的大小为 a = v²/r =ω²r,方向始终指向圆心。
四、向心力1、向心力的定义向心力是使物体做圆周运动的力,其方向始终指向圆心。
2、向心力的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,还可以由某个力的分力提供。
3、向心力的大小F = ma = mv²/r =mω²r五、常见的圆周运动模型1、水平圆盘上的物体随圆盘转动当圆盘匀速转动时,物体受到的摩擦力提供向心力。
若摩擦力不足以提供所需的向心力,物体将相对圆盘滑动。
2、圆锥摆摆球在水平面内做圆周运动,摆线的拉力和重力的合力提供向心力。
3、汽车在弯道上行驶汽车在水平弯道上转弯时,地面对汽车的摩擦力提供向心力。
为了安全,弯道通常设计成外高内低的倾斜路面,以减小对摩擦力的依赖。
4、拱形桥和凹形桥汽车通过拱形桥的最高点时,重力和支持力的合力提供向心力;通过凹形桥的最低点时,支持力和重力的合力提供向心力。
圆周运动典型例题学生版(含答案)

圆周运动典型例题学生版(含答案)研究必备,欢迎下载圆周运动专题总结。
知识点一:匀速圆周运动匀速圆周运动是指质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的弧长相等的运动。
它与匀加速运动不同,因为线速度方向时刻在变化,向心加速度方向时刻沿半径指向圆心,时刻变化。
匀速圆周运动中,角速度、周期、转速、速率、动能都是恒定不变的,而线速度、加速度、合外力、动量是不断变化的。
受力提特点没有提到,删除。
随堂练题:1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是(A)匀速圆周运动是匀速运动。
2.关于向心力的说法正确的是(D)做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力。
3.在光滑的水平桌面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动,关于该运动下列物理量中不变的是(B)动能。
知识点二:描述圆周运动的物理量圆周运动的物理量包括线速度、角速度、周期和转速。
线速度用来描述物体在圆弧上运动的快慢程度,它的定义是圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值,本质上就是瞬时速度。
角速度反映了物体绕圆心转动的快慢,它的定义是做圆周运动的物体,围绕圆心转过的角度与所用时间的比值。
周期表示的是物体沿圆周运动一周所需要的时间,转速表示的是物体在单位时间内转过的圈数。
线速度与角速度有一定的关系,周期和转速都是用来描述圆周运动转动快慢的。
两个结论是:凡是直接用皮带传动的两个轮子,两轮边缘上各点的大小相等;凡是同一个轮轴上的各点相等(轴上的点除外)。
向心加速度是描述速度变化快慢的物理量,它的方向总是指向圆心,时刻在变化,大小是线速度平方除以半径。
向心力是物体在做匀速或变速圆周运动时所需的力,它指向圆心并且大小可以通过F=ma计算得出。
在匀速圆周运动中,向心力由力的合力或单个力提供。
而在变速圆周运动中,合外力不指向圆心,因此可以分解为跟圆周相切的分力Fr和指向圆心方向的分力Fn。
Fn产生加速度,与速度垂直并改变速度,而Fr产生切向加速度,与物体速度方向在一条直线上并改变速度。
练题:1.正确答案为B,轨道半径越大线速度越小。
圆周运动的规律及其应用 知识点总结与典例(最新)

圆周运动的规律及其应用知识点总结与典例【知识点梳理】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物理量 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 =Δs Δt =2πr T 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=ΔθΔt =2πT 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 =2πrv 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 =v 2r =rω2 ②单位:m/s 23.线速度、角速度、周期、向心加速度之间的关系 (1)v =ωr =2πT r =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。
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圆 运 动一、基本概念1.描述圆运动的物理量(1)线速度: 描述做圆运动的物体运动快慢的物理量;是矢量,向为圆切线向.①定义式t s v ∆∆=; ②特殊式Tr 2v π= (2)角速度: 描述物体绕圆心转动快慢的物理量;单位:弧度/秒(rad/s )①定义式t ∆θ∆=ω; ②特殊式T2π=ω 角速度与线速度的关系是:r v ω= (3)期和频率、转速:描述转动快慢的物理量。
期( T):是物体沿圆运动一的时间;单位:秒(s ) 频率(f ):是物体单位时间转过的圈数,也叫转速(n )。
频率的单位:赫兹(Hz ); 转速的单位:转/秒(r/s )或转/分(r/min )f1T =n 2f 2T 2π=π=π=ω r fr 2T r 2v ω=π=π=(4)向心加速度:描述线速度向变化快慢的物理量;向总指向圆心(向始终在变).r f 4Tr 4r r v a 222222π=π=ω==(5)向心力:作用效果是产生向心加速度,只改变线速度的向,不改变线速度的大小,向指向圆心.注意:向心力是根据力的作用效果命名的.r f 4m Tr 4m r m r v m m a F 222222π=π=ω===(6)匀速圆运动:线速度大小恒定运动学特征:v 、a 大小不变,T 不变,ω不变;但v 、a 向时刻在变,匀速圆运动是变加速运动. 动力学特征:合外力 =向心力,向始终指向圆心,即v F ⊥合r m rv m F 22ω==合(7)非匀速圆运动:线速度大小变化。
合外力与线速度向不垂直,既有切向分量,也有法向分量。
切向分量改变线速度大小,法向分量即向心力改变线速度向.r m rv m F 22n ω==二、基本题型与解题思路1. 圆运动的运动学问题(常见的有传动装置):解题关键:找出与主动轮和从动轮相关联的物理量;明确描述圆运动的运动学参量之间的关系.(1)共轴传动:T 、ω相同,并且转动向相同.如图,A 点和B 点在同轴的一个圆盘上,圆盘转动时, 它们的线速度、角速度、期存在以下定量关系:B A B A T T =ω=ω,,Rrv v B A = (2)皮带传动:v 相同,并且转动向相同.如图,A 点和B 点分别是两个轮子边缘的点,两个轮子用皮带连起来,并且皮带不打滑.轮子转动时,它们的线速度、角速度、期存在以下定量关系:B A v v =,R r B A =ωω(角速度与齿数成反比),rRT T B A = (3)齿轮传动:v 相同,并且转动向相反.如图,A 点和B 点分别是两个齿轮边缘上的点,两个齿轮轮齿啮合.齿轮转动时,它们的线速度、角速度、期存在以下定量关系:(式中n1、n2分别表示两齿轮的齿数)B A v v =,1212B A n n r r ==ωω(角速度与齿数成反比)2121B A n nr r T T ==【例题】(2009·高考)小明同学在学习了圆运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量 自行车的骑行速度。
他的设想是:通过计算脚踏板 转动的角速度,推算自行车的骑行速度。
经过骑行, 他得到如下的数据:在时间t 脚踏板转动的圈数 为N ,那么脚踏板转动的角速度ω=_______; 要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有___________________;自行车骑行速度的计算公式v=___________.同轴传动皮带传动齿轮传动2. 圆运动动力学问题解决圆运动动力学问题的关键是分析向心力来源,基本原则就是在半径向上应用牛顿第二定律,一般可按以下步骤进行:① 分析题干给出的条件,选定研究对象. ② 画受研究对象力分析图. ③ 找出研究对象作圆运动的向心力F 向④ 在半径向上根据牛顿第二定律列程:r /mv F 2=向 (1)水平面的圆运动① 汽车拐弯与转盘上的物体:静摩擦力提供向心力: r /mv F mg 2=≥μ向 ② 火车拐弯:火车按设计速度转弯情况下,重力与支持力的合力提供向心力。
③ 圆锥摆: 重力与绳子拉力的合力提供向心力 (2)竖直平面的圆运动① 汽车过弧形桥最高(低)点处:重力与桥面的支持力的合力提供向心力。
凸形桥:r /m v N m g 2=-; 凹形桥:r /m v m g N 2=- ② 绳(或外轨)最高点:r /mv mg T 2=+当gr v =时,T=0,小球恰好过最高点; gr v <时,小球不能到达顶点 最低点:r /mv mg T 2=-与绳模型类似还有:过山车、飞机在竖直平面翻筋斗、水流星等③ 杆(或外轨)【问题】 质量为m 的小球,固定在长为L 轻杆上,随杆一起在竖直面转动,试求在最高点时小球的速度在什么围,杆对小球有向上的支持力? 在什么围,杆对小球有向下的拉力?速度为值时,杆对小球无作用力?【问题】质量为m 的光滑小球,在半径为R 的圆管滚动,试求小球的速度在什么围,轨道对小球有支持力? 在什么围,外轨道对小球有向下的压力?速度为值时,轨道与小球间无相互作用力?(3)超重失重现象超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重r /m v m g N 2=-失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重。
r /m v N m g 2=-当N=0时,重力提供向心力,r /m v m g 2=,物体处于完全失重状态。
航天员在航天器中绕地球做匀速圆运动,只受地球引力作用,引力提供做匀速圆动所需的向心力:r /m v m g 2=,座舱对航天员的支持力为零,所以航天员处于完全失重状态。
注意:物体无论是处于超重、失重、完全失重状态,物体所受重力不变3. 圆运动的临界问题分析物体在竖直面做的圆运动是一种典型的变速圆运动,在变速圆运动中的某些特殊位置上,常存在着最小(或最大)的速度。
小于(或大于)这个速度,物体就不能再继续作圆运动了,此速度即为临界速度.在这个位置,物体的受力必满足特定的条件,这就是临界条件.当物体的受力发生变化时,其运动状态随之变化. 该类临界问题中,常伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语,主要有以下两种模型: (1)轻绳模型:如图所示,均是没有支撑的小球,属于轻绳模型. 此时小球过最高点的速度不能小于某一值v ,刚好过最高点时,由重力 提供向心力,则:Rm vm g 2= 得gR v =这是小球做圆运动过最高点的最小速度,常称为临界速度.(2)轻杆模型:如图所示,轻杆与轨道均可对球提供支撑力,属于轻杆模型, 轻杆模型的临界速度主要是讨论对杆产生拉力还是压力、对轨道产生压力还是对外轨道产生压力的速度值。
专题练习(选择题为单选或多选)1.对于做匀速圆运动的物体,下列说确的是:A. 线速度和期不变B. 单位时间里通过的路程一定大于位移C. 角速度和转速不变D. 所受合力的大小不变,加速度向不断改变2.关于匀速圆运动,下列说确的是()A.匀速圆运动是匀速运动B.匀速圆运动是匀变速曲线运动C.物体做匀速圆运动是变加速曲线运动D.做匀速圆运动的物体必处于平衡状态3.关于向心力,以下说法中正确的是A.是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B.向心力就是做圆运动的物体所受的合力C.向心力是线速度变化的原因D.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆运动4.关于向心力的说法不正确...是:A. 向心力的向沿半径指向圆心B. 做匀速圆运动的物体,其向心力是不变的C. 向心力不改变质点速度的大小D. 做匀速圆运动的物体,其向心力即为其所受的合外力5.关于离心现象,下列说法不正确...的是:A. 脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的B. 限制速度、加防护罩可以防止离心现象造成的危害C. 做圆运动的物体,当向心力突然增大时做离心运动D. 做圆运动的物体,当合外力消失时,它将沿切线做匀速直线运动6.物体做离心运动时,其运动轨迹:A. 一定是直线B. 一定是曲线C. 可能是一个圆D. 可能是直线也可能是曲线7.和处在地球不同的纬度,当两地的建筑物随地球自转时,则有:A. 的线速度比的线速度大B. 的向心加速度比的向心加速度小C. 的角速度比的角速度大D. 两地向心加速度的向都沿地球半径指向地心8.甲、乙两球做匀速圆运动,向心加速度a随半径r变化的关系图像如图所示,由图像可知:A. 甲球运动时,角速度大小为2 rad/sB. 乙球运动时,线速度大小为6m/sC. 甲球运动时,线速度大小不变8D. 乙球运动时,角速度大小不变9. 在公路上行驶的汽车转弯时,下列说法中不正确...的是: A. 在水平路面上转弯时,向心力由静摩擦力提供 B. 以恒定的速率转弯,弯道半径越大,需要的向心力越大 C. 转弯时要限速行驶,是为了防止汽车产生离心运动造成事故D. 在里低、外高的倾斜路面上转弯时,向心力可能由重力和支持力的合力提供 10. 载重汽车以恒定的速率通过丘陵地,轮胎很旧。
如图所示,下列说法中正确的是:A. 汽车做匀变速运动B. 为防止爆胎,车应该在A 处减速行驶C. 如果车速足够大,车行驶至A 时所受的支持力可能为零D. 当车行驶至B 时,向心力等于车所受的重力11. 如图所示为一皮带传动装置,在传动过程中皮带不打滑,则轮上A 、B 、C 三点的线速度、角速度及向心加速度的关系正确的是:A. A与B 的向心加速度大小相等B. B与C的线速度大小相等C. A与C的角速度大小相等D. A与B的线速度大小相等第10题 第11题 第12题12. 如图,用细绳系着一个小球,使小球做匀速圆运动,则:A. 球受到重力、拉力、向心力B. 若球转动加快,绳子的拉力不变C. 球所受的合力为零D. 若绳子断了,球将沿切线向做平抛运动13. 如图,轻杆的一端与小球相连接,轻杆另一端过O 轴在竖直平面做圆运动。
当小球达到最高点A 、最低点B 时,杆对 小球的作用力可能是:A. 在A 处为推力,B 处为推力B. 在A 处为拉力,B 处为拉力C. 在A 处为推力,B 处为拉力D. 在A 处作用力为零,在B 处作用力不为零第13题(第16题)(第17题)14. 如图所示,在匀速转动的圆筒壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。
若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说确的是 ( ) A .物体所受弹力增大,摩擦力也增大 B .物体所受弹力增大,摩擦力减小 C .物体所受弹力减小,摩擦力减小 D .物体所受弹力增大,摩擦力不变15. 如图所示,A 、B 、C 三个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为μ,A 的质量是2m ,B 和C 的质量均为m ,A 、B 离轴为R ,C 离轴为2R 。
当圆台旋转时,则 ( ) A .若A 、B 、C 均未滑动,则C 的向心加速度最大 B .若A 、B 、C 均未滑动,则B 的摩擦力最小 C .当圆台转速增大时,B 比A 先滑动 D .当圆台转速增大时,C 比B 先滑动16. 如图所示,一个壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A 和B 紧贴着壁分别在图中所示的水平面做匀速圆运动。