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高一下册物理 圆周运动(篇)(Word版 含解析)

高一下册物理 圆周运动(篇)(Word版 含解析)
高一下册物理 圆周运动(篇)(Word版 含解析)

一、第六章 圆周运动易错题培优(难)

1.如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m 的A 、B 两个物块(可视为质点)。A 和B 距轴心O 的距离分别为r A =R ,r B =2R ,且A 、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m ,两物块A 和B 随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( )

A .

B 所受合力一直等于A 所受合力 B .A 受到的摩擦力一直指向圆心

C .B 受到的摩擦力先增大后不变

D .A 、B 两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm =2m

f mR

【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】

当圆盘角速度比较小时,由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等,由2F m r ω=可知半径大的物块B 所受的合力大,需要的向心力增加快,最先达到最大静摩擦力,之后保持不变。当B 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,细线开始提供拉力,根据

2

m 2T f m R ω+=?

2A T f m R ω+=

可知随着角速度增大,细线的拉力T 增大,A 的摩擦力A f 将减小到零然后反向增大,当A 的摩擦力反向增大到最大,即A m =f f -时,解得

m

2f mR

ω=

角速度再继续增大,整体会发生滑动。 由以上分析,可知AB 错误,CD 正确。 故选CD 。

2.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A 和B 放在转盘上,两者用长为L 的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍,A 放在距离转轴L 处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O 1O 2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开

始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( )

A .当23Kg

L

ω>

时,A 、B 相对于转盘会滑动 B 223Kg Kg

L L

ω<

C .ω在223Kg Kg

L L

ω<<

B 所受摩擦力变大 D .ω223Kg Kg

L L

ω<

A 所受摩擦力不变 【答案】A

B 【解析】 【分析】 【详解】

A .当A 所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A 、

B 相对于转盘会滑动,对A 有

21Kmg T m L ω-=

对B 有

212Kmg T m L ω+=?

解得

123Kg

L

ω=

当23Kg

L

ω>

时,A 、B 相对于转盘会滑动,故A 正确; B .当B 达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力

2

22Kmg m L ω=?

解得

22Kg

L

ω=

223Kg Kg

L L

ω<<

B 正确;

C .当ω在02Kg

L

ω<<

B 所受的摩擦力变大;当2Kg

L

ω=时,B 受到的摩擦力达到最大;当ω223Kg Kg

L L

ω<<

B 所受摩擦力不变,故C

错误;

D .当ω在203Kg

L

ω<<范围内增大时,A 所受摩擦力一直增大,故D 错误。 故选AB 。

3.如图所示,质量相等的A 、B 两个小球悬于同一悬点O ,且在O 点下方垂直距离h =1m 处的同一水平面内做匀速圆周运动,悬线长L 1=3m ,L 2=2m ,则A 、B 两小球( )

A .周期之比T 1:T 2=2:3

B .角速度之比ω1:ω2=1:1

C .线速度之比v 1:v 283

D .向心加速度之比a 1:a 2=8:3

【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

AB .小球做圆周运动所需要的向心力由重力mg 和悬线拉力F 的合力提供,设悬线与竖直方向的夹角为θ。对任意一球受力分析,由牛顿第二定律有: 在竖直方向有

F cosθ-mg =0…①

在水平方向有

2

24sin sin F m L T

πθθ= …②

由①②得

cos 2L θ

T g

= 分析题意可知,连接两小球的悬线的悬点距两小球运动平面的距离为h =L cosθ,相等,所以周期相等

T 1:T 2=1:1

角速度

2T

πω=

则角速度之比

ω1:ω2=1:1

故A 错误,B 正确; C .根据合力提供向心力得

2

tan tan v mg m

h θθ

= 解得

tan v gh θ=

根据几何关系可知

22

11tan 8L h h

θ-== 2222tan 3L h

h

θ-=

=

故线速度之比

1283v v =::

故C 正确;

D .向心加速度a=vω,则向心加速度之比等于线速度之比为

1283a a =::

故D 错误。 故选BC 。

4.一轻杆一端固定质量为m 的小球,以另一端O 为圆心,使小球在竖直面内做半径为R 的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是( )

A .小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零

B gR

C .小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大

D .小球过最高点时,杆对球的作用力可能随速度增大而增大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

A .当小球到达最高点弹力为零时,重力提供向心力,有

2v mg m R

=

解得

v gR =

即当速度v gR =时,杆所受的弹力为零,选项A 正确;

B .小球通过最高点的最小速度为零,选项B 错误; CD .小球在最高点,若v gR <

,则有

2

v mg F m R

-=

杆的作用力随着速度的增大而减小; 若v gR >

,则有

2

v mg F m R

+=

杆的作用力随着速度增大而增大。 选项C 错误,D 正确。 故选AD 。

5.水平光滑直轨道ab 与半径为R 的竖直半圆形光滑轨道bc 相切,一小球以初速度v 0沿直轨道向右运动,如图所示,小球进入圆形轨道后刚好能通过c 点,然后小球做平抛运动落在直轨道上的d 点,则( )

A .小球到达c gR

B .小球在c 点将向下做自由落体运动

C .小球在直轨道上的落点d 与b 点距离为2R

D .小球从c 点落到d 点需要时间为2R g

【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】

小球恰好通过最高点C,根据重力提供向心力,有: 2

v mg m R

= 解得:v gR =A 正确;小球离开C 点后做平抛运动,即水平方向做匀速运动,0bd s v t = 竖直方向做自由落体运动,

2122R gt =

解得:2R t g

=;2bd s R = 故B 错误;CD 正确;故选ACD

6.如图所示,一个边长满足3:4:5的斜面体沿半径方向固定在一水平转盘上,一木块静止在斜面上,斜面和木块之间的动摩擦系数μ=0.5。若木块能保持在离转盘中心的水平距离为40cm 处相对转盘不动,g =10m/s 2,则转盘转动角速度ω的可能值为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )

A .2rad/s

B .3rad/s

C .4rad/s

D .5rad/s

【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】

根据题意可知斜面体的倾角满足

3

tan 0.54

θμ=

>= 即重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,所以角速度为0时,木块不能够静止在斜面上。当转动的角速度较小时,木块所受的摩擦力沿斜面向上,则木块恰好向下滑动时

cos sin N f mg θθ+=

2sin cos N f mr θθω-=

滑动摩擦力满足

f N μ=

解得

5

22rad/s 11

ω=

当转动角速度变大,木块恰好向上滑动时

cos sin N f mg θθ=+

2sin cos N f mr θθω+='

滑动摩擦力满足

f N μ=

解得

52rad/s ω'=

所以圆盘转动的角速度满足

05

22rad/s 2rad/s 52rad/s 7rad/s 11

ω≈≤≤≈

A 错误,BCD 正确。 故选BCD 。

7.如图所示,叠放在水平转台上的物体A 、B 、C 能随转台一起以角速度ω匀速转动,A 、B 、C 的质量分别为3m 、2m 、m ,A 与B 、B 和C 与转台间的动摩擦因数都为μ,A 和B 、C 离转台中心的距离分别为r 、1.5r 。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法正确的是( )

A .

B 对A 的摩擦力一定为3μmg B .B 对A 的摩擦力一定为3mω2r

C 3g

r μD g

r

μ【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

AB .对A 受力分析,受重力、支持力以及B 对A 的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有

2(3)(3)f m r m g ωμ=

故A 错误,B 正确;

CD .由于A 、AB 整体、C 受到的静摩擦力均提供向心力,故对A 有

2(3)(3)m r m g ωμ

对AB 整体有

()()23232m m r m m g ωμ+≤+

对物体C 有

()21.5m r mg ωμ≤

解得

23g

r

μω≤

故C 正确,D 错误。 故选BC 。

8.如图所示,半径分别为R 和2R 的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上,距地面的高度分别为2h 和h ,两物块a 、b 分别置于圆盘边缘,a 、b 与圆盘间的动摩擦因数μ相等,转轴从静止开始缓慢加速转动,观察发现,a 离开圆盘甲后,未与圆盘乙发生碰撞,重力加速度为g ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )

A .动摩擦因数μ一定大于

32R h

B .离开圆盘前,a 所受的摩擦力方向一定指向转轴

C .离开圆盘后,a 运动的水平位移大于b 运动的水平位移

D .若52R

h

μ=

,落地后a 、b 1114【答案】ABD 【解析】 【详解】

A .由题意可知,两物块随圆盘转动的角速度相同,当最大静摩擦力提供物体向心力时,此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度,为临界角速度,根据牛顿第二定律得

2b b b 2m g m R μω=

解得b 物体滑离圆盘乙的临界角速度为

b 2g

R μω=

同理可得,a 物块的临界角速度为

a g

R

μω=

由几何知识知,物体a 滑离圆盘时,其位移的最小值为

22min (2)3x R R R =-=

由题意知,其未与圆盘乙相碰,根据平抛运动规律可知

a a min 23h

x R t R x R g ωω=?=>= 解得

32R h

μ>

所以A 正确;

B.离开圆盘前,a随圆盘一起做匀速圆周运动,由静摩擦力来提供向心力,所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴,B正确;

C.由于

b a

ωω

<

所以一定是b物块先离开圆盘,离开圆盘后,物块做平抛运动,对b物体的水平位移为

b b b

2

22

h

x v t R hR

g

ωμ

==?=

同理可得,a物体的水平位移为

a a a a

4

2

h

x v t R t R hR

g

ωωμ

''

==?=?=

故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移,所以C错误;

D.当

5

2

R

h

μ=时

a的落地点距转轴的距离为

22

1a

11

x R x R

=+=

同理,b的落地点距转轴的距离为

22

2b

(2)14

x R x R

=+=

1

2

11

14

x

x

=

所以D正确。

故选ABD。

9.如图所示,放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点,绳能承受的最大拉力为2mg.重力加速度的大小为g,当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,下列说法错误的是()

A.圆环角速度ω

g

R

时,小球受到2个力的作用

B .圆环角速度ω等于

2g

R

时,细绳恰好伸直 C .圆环角速度ω等于2

g

R

时,细绳将断裂 D .圆环角速度ω大于6g

R

时,小球受到2个力的作用 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A 、

B 、设角速度ω在0~ω1范围时绳处于松弛状态,球受到重力与环的弹力两个力的作用,弹力与竖直方向夹角为θ,则有mg tan θ=mR sin θ·ω2,即cos g

R ωθ

=,当绳恰好

伸直时,θ=60°,对应12g

R

ω=

,A 、B 正确. 设在ω1<ω<ω2时绳中有张力且小于2mg ,此时有F N cos 60°=mg +F T cos 60°,F N sin 60°+F T sin 60°=mω2R sin 60°,当F T 取最大值2mg 时代入可得26g R ω=

,即当6g R

ω>时绳将断裂,小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用,C 错误,D 正确. 本题选错误的故选C. 【点睛】

本题主要考查了圆周运动向心力公式的应用以及同学们受力分析的能力,要求同学们能找出临界状态并结合几何关系解题.

10.如图所示,长为r 的细杆一端固定一个质量为 m 的小球,使之绕另一光滑端点 O 在竖直面内做圆周运动,小球运动到最高点时的速度 v =4

gr , 则下列说法不正确的 是

( )

A .小球在最高点时对细杆的压力是

3mg

4

B .小球在最高点时对细杆的拉力是

mg

2

C .若小球运动到最高点速度为gr ,小球对细杆的弹力是零

D .若小球运动到最高点速度为 2gr ,小球对细杆的拉力是 3mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

AB .在最高点,根据牛顿第二定律得

2

v mg F m r

-=

解得

34

F mg =

根据牛顿第三定律知,小球在最高点对细杆的压力为3

4

F mg =,选项A 正确,B 错误; C .在最高点,若细杆弹力为零,根据牛顿第二定律得

2

v mg m r

=

解得

v gr =

选项C 正确;

D .若在最高点速度为2gr ,根据牛顿第二定律得

2

v F mg m r

+=

解得

3F mg =

选项D 正确。

本题选不正确的,故选B 。

11.如图甲,一长为R 且不可伸长的轻绳一端固定在O 点,另一端系住一小球,使小球在竖直面内圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v ,此时绳子拉力大小为F ,拉力F 与速度的平方r 2的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )

A .利用该装置可以得出重力加速度R g a

= B .利用该装置可以得出小球的质量aR m

b

C .小球质量不变,换绳长更长的轻绳做实验,图线a 点的位置不变

D .绳长不变,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A .由图乙可知当2v a =时,此时绳子的拉力为零,物体的重力提供向心力,则

2

v mg m R

=

解得

2v gR =

所以

a gR =

则重力加速度

a g R

=

A 错误;

B .当22v a =时,对物体受力分析,有

2

v mg b m R

+=

解得小球的质量为

b m g

=

B 错误;

D .小球经过最高点时,根据牛顿第二定律有

2

T v mg F m R

+=

解得

2

T m F v mg R

=

- 所以图乙图线的斜率为

m k R

=

所以绳长不变,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大,D 正确;

C .当0T F =时,有

2v gR =

所以小球质量不变,换绳长更长的轻绳做实验,图线a 点的位置将会发生变化,C 错误。 故选D 。

12.修正带是中学生必备的学习用具,其结构如图所示,包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件,大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中,大小齿轮相互吻合,a 、b 点分别位于大小齿轮的边缘,c 点位于大齿轮的半径中点,当纸带匀速走动时( )

A .a 、b 点的线速度大小相同

B .a 、c 点的线速度大小相同

C .b 、c 点的角速度相同

D .大小齿轮的转动方向相同 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

AD .a 、b 点是同缘传动,边缘点的线速度大小相同,方向相反,即

a b v v =

A 正确,D 错误;

B .a 、c 点是同轴传动,角速度相等,即

a c ωω=

根据v r ω=知线速度与半径成正比,半径不同,线速度不同,B 错误; C .a b v v =,根据v r ω=知角速度与半径成反比,有

12a b b a r r ωω==:::

所以

22b a c ωωω==

C 错误。 故选A 。

13.如图所示,用一根质量不计不可伸长的细线,一端系一可视为质点的小球,另一端固定在O 点。当小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω时,悬点O 到轨迹圆心高度h ,细绳拉力大小为F ,小球的向心加速度大小为a ,线速度大小为v ,下列描述各物理量与角速度ω的关系图像正确的是( )

A .

B .

C .

D .

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A .设细绳长度为l ,小球质量为m ,小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为θ,细绳拉力为F ,有

2sin sin F m l θωθ=

2F m l ω=

A 正确;

B .由

2tan sin mg m l θωθ=

cos h l θ=

2

g

h ω=

B 错误;

C .由

2tan sin mg m l θωθ=

可得

2

cos g

l

θω=

小球的向心加速度

2422sin a l l g ωθω==-

C 错误;

D .由

2cos g

l

θω=

得小球的线速度

2

22

2

sin g v l l ωθωω

==-

D 错误。 故选A 。

14.如图1所示,轻杆的一端固定一小球(视为质点)另一端套在光滑的水平轴O 上,O 轴的正上方有一速度传感器,可以测量小球通过最高点时的速度大小v ;O 轴处有力传感器,可以测量小球通过最高点时O 轴受到杆的作用力F ,若竖直向下为力的正方向,小球在最低点时给不同的初速度,得到F –v 2图像如图2所示,取g=10 m/s 2,则( )

A .小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s

B .小球以2m/s 的速度通过最高点时,杆对球的拉力大小为0.6N

C .O 轴到球心间的距离为0.5m

D .小球的质量为3kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A .由于是球杆模型,小球恰好通过最高点时的速度为零,A 错误;

D .当小球通过最高点的速度为零时,杆对小球的支持力恰好等于小球的重量,由图2可知,小球的重量为3N ,即质量为0.3kg ,D 错误;

C .当小球通过最高点时的速度的平方为5m 2/s 2时,恰好对杆没有作用力,此时重力提供向心力,根据

2

v mg m L

=

可知杆的长度为0.5m , C 正确;

B .当小球以2m/s 的速度通过最高点时,根据

2

+v mg T m L

=

可得

0.6N T =-

此时杆对球的支持力大小为0.6N ,B 错误。 故选C 。

15.长为L 的细线一端系一质量为m 的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥顶上,光滑锥顶角为2θ,轴线在竖直方向,如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,线的张力为T ,经分析可得2-T ω关系图像如图乙所示,已知重力加速度为g 。则( )

A .sin a mg θ=

B .g b L

=

C .图线1的斜率1sin k mL θ=

D .图线2的斜率2k mL =

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A .当角速度为零时,受力分析则有

cos T mg a θ==

故A 错误。

B .当小球贴着光滑圆锥做匀速圆周运动时,由题图可知,当角速度的平方达到b 时,支持力为零,有

2tan sin mg mL θθω=

解得

2cos g

b L ωθ

==

故B 错误。

C .小球未脱离圆锥时,有

2sin cos sin T N mL θθθω-= cos sin T N mg θθ+=

联立两式解得

22cos sin T mg mL θθω=+

可知图线1的斜率

21sin k mL θ=

故C 错误。

D .当小球脱离圆锥后,有

2sin sin T a mL a ω=

2T mL ω=

则图线2的斜率

2k mL =

故D 正确。 故选D 。

高一物理-牛顿运动定律知识点归纳

高一物理:牛顿运动定律知识点归纳 ; 1.牛顿第一定律 (1)内容: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。 (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做惯性。一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。 (3)牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止,所以说力不是维持物体运动状态的原因,而是使物体改变运动状态的原因,即产生加速度的原因。 2、牛顿第二定律 (1)内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。表达式为。 (2)牛顿第二定律的瞬时性与矢量性 对于一个质量一定的物体来说,它在某一时刻加速度的大小和方向,只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定。当它受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义。 (3)运动和力的关系

牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系,即物体运动的加速度是由合外力决定的。但是物体究竟做什么运动,不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关。比如一个正在向东运动的物体,若受到向西方向的外力,物体即具有向西方向的加速度,则物体向东做减速运动,直至速度减为零后,物体再在向西方向的力的作用下,向西做加速运动。由此说明,物体受到的外力决定了物体运动的加速度,而不是决定了物体运动的速度,物体的运动情况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同决定的。 3、牛顿第三定律 (1)内容: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、作用在同一条直线上。 (2)作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 关系类别作用力和反作用力一对平衡力相同大小相等相等方向相反、作用在同一条直线上相反、作用在同一条直线上不同作用点作用在两个不同的物体上作用在同一个物体上性质相同不一定相同作用时间同时产生同时消失一个力的变化,不影响另一个力的变化 本文链接: ://..//xuexizongjie/2800716

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=

高一物理匀速圆周运动教案

高一物理匀速圆周运动教案 1、知道什么是匀速圆周运动 2、理解什么是线速度、角速度和周期 3、理解线速度、角速度和周期之间的关系 1、理解线速度、角速度和周期 2、什么是匀速圆周运动 3、线速度、角速度及周期之间的关系 对匀速圆周运动是变速运动的理解 讲授、推理归纳法 导入新课 (1)物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:转动的电风扇上各点的运动,地球和各个行星绕太阳的运动等)

(2)今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动 1、理解线速度、角速度的概念 2、理解线速度、角速度和周期之间的关系 3、理解匀速圆周运动是变速运动 1、匀速圆周运动 (1)用多媒体投影一个质点做圆周运动,在相等的时间里通过相等的弧长。 (2)并出示定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫匀速圆周运动。 (3)举例:通过放录像让学生感知:一个电风扇转动时,其上各点所做的运动,地球和各个行星绕太阳的运动,都认为是匀速圆周运动。

(4)通过电脑模拟:两个物体都做圆周运动,但快慢不同,过渡引入下一问题。 2、描述匀速圆周运动快慢的物理量 (1)线速度 a:分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快。 b:线速度 1)线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。 2)线速度是矢量,它既有大小,也有方向。 3)线速度的大小 4)线速度的方向在圆周各点的切线方向上 5)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?

6)得到:匀速圆周运动是一种非匀速运动,因为线速度的方向在时刻改变。 (2)角速度 a:学生阅读课文有关内容 b:出示阅读思考题 1)角速度是表示的物理量 2)角速度等于和的比值 3)角速度的单位是 c:说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的 d:强调角速度单位的写法rad/s a:学生阅读课文有关内容

高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)

高中物理牛顿运动定律题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,质量M=0.4kg 的长木板静止在光滑水平面上,其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0.5m ,某时刻另一质量m=0.1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=2m /s 的速度向右滑上长木板,一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞,碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m /s 2,小滑块始终未脱离长木板。求: (1)自小滑块刚滑上长木板开始,经多长时间长木板与竖直挡板相碰; (2)长木板碰撞竖直挡板后,小滑块和长木板相对静止时,小滑块距长木板左端的距离。 【答案】(1)1.65m (2)0.928m 【解析】 【详解】 解:(1)小滑块刚滑上长木板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒: 解得: 对长木板: 得长木板的加速度: 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度: 解得: 长木板位移: 解得: 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得: (2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒: 最终两者的共同速度: 小滑块和长木板相对静止时,小滑块距长木板左端的距离: 2.地震发生后,需要向灾区运送大量救灾物资,在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角,皮带的AB 部分长 5.8L m =,皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送,若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资

(P 可视为质点),P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =,sin370.6)=o , 求: ()1物资P 从B 端开始运动时的加速度. ()2物资P 到达A 端时的动能. 【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()2 10/.2m s 物资P 到达A 端时的动能 是900J . 【解析】 【分析】 (1)选取物体P 为研究的对象,对P 进行受力分析,求得合外力,然后根据牛顿第三定律即可求出加速度; (2)物体p 从B 到A 的过程中,重力和摩擦力做功,可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能,也可以使用运动学的公式求出速度,然后求动能. 【详解】 (1)P 刚放上B 点时,受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用,sin mg F ma θ+=; cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为:21sin cos 10/a g g m s θμθ=+= (2)解法一:P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理:()()2211sin 22 A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能2 19002 kA A E mv J = = 解法二:P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用, P 的加速度2 2sin cos 2/a g g m s θμθ=-= 后段运动有:2 22212 L s vt a t -=+, 解得:21t s =, 到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=

高中物理必修二匀速圆周运动经典试题

1.一辆32.010m =?kg 的汽车在水平公路上行驶,经过半径50r =m 的弯路时,如果车速72v =km/h ,这辆汽车会不会发生测滑?已知轮胎与路面间的最大静摩擦力4max 1.410F =?N . 2.如图所示,在匀速转动的圆盘上沿半径放着用细绳连接着的质量都为1kg 的两物体,A 离转轴20cm ,B 离转轴30cm ,物体与圆盘间的最大静摩擦力都等于重力的0.4倍,求: (1)A .B 两物体同时滑动时,圆盘应有的最小转速是多少? (2)此时,如用火烧断细绳,A .B 物体如何运动? 3.一根长0.625m l =的细绳,一端拴一质量0.4kg m =的小球,使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动,求: (1)小球通过最高点时的最小速度? (2)若小球以速度 3.0m/s v =通过周围最高点时,绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了,小球将如何运动. 4.在光滑水平转台上开有一小孔O ,一根轻绳穿过小孔,一端拴一质量为0.1kg 的物体A ,另一端连接质量为1kg 的物体B ,如图所示,已知O 与A 物间的距离为25cm ,开始时B 物与水平地面接触,设转台旋转过程中小物体A 始终随它一起运动.问: (1)当转台以角速度4rad/s ω=旋转时,物B 对地面的压力多大? (2)要使物B 开始脱离地面,则转台旋的角速度至少为多大?

h 5.(14分)质量m=1kg 的小球在长为L=1m 的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力T max =46N,转轴离地h=6m ,g=10m/s 2。 试求:(1)在若要想恰好通过最高点,则此时的速度为多大? (2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断则此时的速度v=? (3)绳断后小球做平抛运动,如图所示,求落地水平距离x ? 6.汽车与路面的动摩擦因数为μ,公路某转弯处半径为R (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),求: (1)若路面水平,要使汽车转弯不发生侧滑,汽车速度不能超过多少? (2)若汽车在外侧高、内侧低的倾斜弯道上拐弯,弯道倾角为θ,则汽车完全不靠摩擦力转弯 的速率是多少? 7.质量0.5kg 的杯子里盛有1kg 的水,用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动 半径为1m ,水杯通过最高点的速度为4m/s ,g 取10 m/s 2,求: (1) 在最高点时,绳的拉力?(2) 在最高点时水对杯底的压力?(3) 为使小杯经过最高点时水不流出, 在最高点时最小速率是多少? 8.质量为m 的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面的夹角为α=37°,如图,弯道半径R =30 m ,g=10m/s 2.求:(1)当火车的速度为V 1=10 m /s 时,火车轮缘挤压外轨还是内轨? (2)当火车的速度为V 2 =20 m /s 时,火车轮缘挤压外轨还是内轨?

高一物理牛顿运动定律测试题

(三)牛顿运动定律测验卷 一.命题双向表 二. 期望值:65 三. 试卷 (三)牛顿运动定律测验卷 一.选择题(每道小题 4分共 40分 ) 1.下面关于惯性的说法正确的是() A.物体不容易停下来是因为物体具有惯性 B.速度大的物体惯性一定大 C.物体表现出惯性时,一定遵循惯性定律 D.惯性总是有害的,我们应设法防止其不利影响 2.一个物体受到多个力作用而保持静止,后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后 又逐渐增大,其它力保持不变,直至物体恢复到开始的受力情况,则物体在这一过程中A.物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零 B.物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值 C.物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值 D.以上说法均不对 3.质量为m1和m2的两个物体,分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动, 且v1

图-1 图 3-3-7 A .力F 与v1、v2同向,且m1>m2 B .力F 与v1、v2同向,且m1m2 D .力F 与v1、v2反向,且m1 2a 1 D a 2 = 2a 1 9、质量为m 1和m 2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是F 1和F2.如果发现质量为m 1的物体先落地,那么 A. m 1>m 2 B. F 1<F 2 C. F 1/m 1<F 2/m 2 D. F 1/m 1>F 2/m 2 10、如图所示,将质量为m =0.1kg 的物体用两个完全一样的竖直轻弹簧固定在升降机内,当升降机和物体以4m/s 2的加速度匀加速向上运动时,上面的弹簧对物体的拉力为0.4N ,当升降机和物体以8m/s 2的加速度向上运动 时,上面弹簧的拉力为 A 、0.6N B 、0.8N C 、1.0N D 、 1.2N

高一物理匀速圆周运动练习题

高一物理匀速圆周运动练习题 一.选择题 1.下列说法正确的是() A .匀速圆周运动是一种匀速运动 B .匀速圆周运动是一种匀变速运动 C .匀速圆周运动是一种变加速运动 D .物体做圆周运动时其向心力垂直于速度方向,不改变线速度的大小 2.关于向心力的说法正确的是() A .物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B .向心力不改变圆周运动物体速度的大小 C .做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D .做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 3.关于匀速圆周运动的周期大小,下列判断正确的是( ) A .若线速度越大,则周期一定越小 B .若角速度越大,则周期一定越小 C .若半径越大,则周期一定越大 D .若向心加速度越大,则周期一定越大. 4.下列关于向心加速度的说法中,正确的是() A .向心加速度越大,物体速率变化越快 B .向心加速度越大,物体速度变化越快 C .向心加速度越大,物体速度方向变化越快 D .在匀速圆周运动中向心加速度是恒量 5.下列说法中正确的是() A .物体在恒力作用下,一定做直线运动 B .物体在始终与速度垂直且大小不变的力作用下,一定做匀速圆周运动 C .物体在变力作用下有可能做匀速圆周运动 D .物体在恒力作用下,不可能做圆周运动 6.质点作匀速圆周运动时,下面说法中正确的是() A .向心加速度一定与旋转半径成反比,因为2 n v a r = B .向心加速度一定与角速度成正比,因为2n a r ω= C .角速度一定与旋转半径成反比,因为v r ω= D .角速度一定与转速成正比,因为2n ωπ= 7.如图所示,甲.乙两球做匀速圆周运动,由图象可以知道() A .甲球运动时,线速度大小保持不变 B .甲球运动时,角速度大小保持不变

最新高中物理牛顿运动定律试题经典

最新高中物理牛顿运动定律试题经典 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g =10m/s 2.求: (1)小环的质量m ; (2)细杆与地面间的倾角a . 【答案】(1)m =1kg ,(2)a =30°. 【解析】 【详解】 由图得:0-2s 内环的加速度a=v t =0.5m/s 2 前2s ,环受到重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:1sin F mg ma α-= 2s 后物体做匀速运动,根据共点力平衡条件,有:2sin F mg α= 由图读出F 1=5.5N ,F 2=5N 联立两式,代入数据可解得:m =1kg ,sinα=0.5,即α=30° 2.如图甲所示,质量为m 的A 放在足够高的平台上,平台表面光滑.质量也为m 的物块B 放在水平地面上,物块B 与劲度系数为k 的轻质弹簧相连,弹簧 与物块A 用绕过定滑轮的轻绳相连,轻绳刚好绷紧.现给物块A 施加水平向右的拉力F (未知),使物块A 做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a ,重力加速度为,g A B 、均可视为质点. (1)当物块B 刚好要离开地面时,拉力F 的大小及物块A 的速度大小分别为多少; (2)若将物块A 换成物块C ,拉力F 的方向与水平方向成037θ=角,如图乙所示,开始时轻绳也刚好要绷紧,要使物块B 离开地面前,物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动,则物块C 的质量应满足什么条件?(00 sin 370.6,cos370.8==)

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 -=

高一物理必修一牛顿运动定律知识点总结-精选文档

高一物理必修一牛顿运动定律知识点总结 物理学与其他许多自然科学息息相关,如物理、化学、生物和地理等。小编准备了高一物理必修一牛顿运动定律知识点,希望你喜欢。 1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 (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,即力是改变物体运动状态的原因,(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:a??v,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。(不能说力是产生?t 速度的原因、力是维持速度的原因,也不能说力是改变加速度的原因 (3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性;一 切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。 (4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,因此它不是一个实验定律 (5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律

当成牛顿第二定律在F=0时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。公式F=ma. (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研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础; (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,力的瞬时效果是加速度而不是速度; (3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,Fx=max,Fy=may, 若F 为物体受的合外力,那么a表示物体的实际加速度;若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a表示物体在该方向上的分加速度;若F为物体受的若干力中的某一个力,那么a仅表示该力产生的加速度,不 是物体的实际加速度。 (4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即 1N=1kg.m/s2.

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

高中物理公式学习方法之匀速圆周运动公式

高中物理公式学习方法之匀速圆周运动公式 角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; 做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变. 加速度a=(Vt-V0)/t (以V0为正方向,a与V0同向(加速)a>0;a与V0反向(减速)则a<0) 实验用推论Δs=aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差) 主要物理量及单位:初速度(V0):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t):秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。 a=(Vt-V o)/t只是测量式,不是决定式; 其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。 质点的运动

----曲线运动、万有引力 平抛运动 竖直方向位移:y=gt2/2 运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V02+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=V y/Vx=gt/V0 合位移:s=(x2+y2)1/2 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2V0 水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注: 平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; 运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; θ与β的关系为tgβ=2tgα; 在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 匀速圆周运动 向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合 角速度与线速度的关系:V=ωr 角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

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

人教高一物理必修一《牛顿运动定律》

第一讲牛顿第一定律、牛顿第三定律 一、【目标】 1、掌握牛顿第一定律和牛顿第三定律的内容 2、区分相互作用力和平衡力 二、【知识梳理】 (一)、牛顿第一定律 1、内容:一切物体总保持状态或状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. 说明:(1)物体不受外力是该定律的条件. (2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果. (3)直至外力迫使它改变这种状态为止,说明力是产生加速度的原因. (4)物体保持原来运动状态的性质叫惯性,惯性大小的量度是物体的质量. (5)应注意:①牛顿第一定律不是实脸直接总结出来的.牛顿以伽利略的理想斜面实脸为基拙,加之高度的抽象思维,概括总结出来的.不可能由实际的实验来验证; ①定律揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态的原因. (二)、牛顿第三定律 (1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小,方向,而且在一条直线上.(2)表达式:F=-F/ 说明:①作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各产生其效果,不能抵消,所以这两个力不会平衡. ①作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.不管两物体处于什么状态,牛顿第三定律都适用(三)、作用力和反作用力与平衡力的区别 【例1】(上海春季高考题)火车在直线轨道上匀速运动,车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为[ ] A.人跳起后,车厢内空气给他向前的推力,使他向前运动 B.人跳起的瞬间,地板给他一个向前的力,推动他向前运动 C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定偏后一些,只是由于时问很短,偏后距离太小,不明显而已 D.人跳起后,在水平方向上人和车始终具有相同的速度 【变式练习】(2012全国新课标).伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是

高一物理匀速圆周运动向心力

匀速圆周运动向心力 一、教学目标 1.物理知识方面: (1)理解匀速圆周运动是变速运动; (2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系; (3)初步掌握向心力概念及计算公式。 2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程,培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。 3.渗透科学方法的教育。 二、重点、难点分析 向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点,也是难点。通过生活实例及实验加强感知,突破难点。 三、教具 1.转台、小伞; 2.细绳一端系一个小球(学生两人一组); 3.向心力演示器。 四、主要教学过程 (一)引入新课 演示:将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出,观察运动轨迹。 复习提问:粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么? 启发学生回答:速度方向与力的方向在同一条直线上,物体做直线运动;不在同一直线上,做曲线运动。 进一步提问:在曲线运动中,有一种特殊的运动形式,物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示),称为圆周运动。请同学们列举实例。

(学生举例教师补充) 电扇、风车等转动时,上面各个点运动的轨迹是圆……大到宇宙天体如月球绕地球的运动,小到微观世界电子绕原子核的运动,都可看做圆周运动,它是一种常见的运动形式。 提出问题:你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道,为什么路面总是外侧高内侧低?可见,圆周运动知识在实际中是很有用的。 引入:物理中,研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。 板书:匀速圆周运动 (二)教学过程设计 思考:什么样的圆周运动最简单? 引导学生回答:物体运动快慢不变。 板书:1.匀速圆周运动 物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动。 思考:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢? (学生自由发言) 板书:2.描述匀速圆周运动快慢的物理量 恒量。 当t很短,s很短,即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时,各个时刻线速度大小相同,而方向时刻在改变。那么,线速度方向有何特点呢?

高一物理牛顿运动定律练习及答案

相关习题:(牛顿运动定律) 一、牛顿第一定律练习题 一、选择题 1.下面几个说法中正确的是 [ ] A.静止或作匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用 B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态 C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用 D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 2.关于惯性的下列说法中正确的是 [ ] A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B.物体不受外力作用时才有惯性 C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性 D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态才有惯性 3.关于惯性的大小,下列说法中哪个是正确的 [ ] A.高速运动的物体不容易让它停下来,所以物体运动速度越大,

惯性越大 B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大 C.两个物体只要质量相同,那么惯性就一定相同 D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 4.火车在长直的轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到原处,这是因为 [ ] A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随火车一起向前运动 B.人跳起的瞬间,车厢的地板给人一个向前的力,推动他随火车一起运动 C.人跳起后,车继续前进,所以人落下必然偏后一些,只是由于时间很短,偏后的距离不易观察出来 D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度 5.下面的实例属于惯性表现的是 [ ] A.滑冰运动员停止用力后,仍能在冰上滑行一段距离

B.人在水平路面上骑自行车,为维持匀速直线运动,必须用力蹬自行车的脚踏板 C.奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 D.从枪口射出的子弹在空中运动 6.关于物体的惯性定律的关系,下列说法中正确的是 [ ] A.惯性就是惯性定律 B.惯性和惯性定律不同,惯性是物体本身的固有属性,是无条件的,而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律C.物体运动遵循牛顿第一定律,是因为物体有惯性 D.惯性定律不但指明了物体有惯性,还指明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因 7.如图所示,劈形物体M的各表面光滑,上表面水平,放在固定的斜面上.在M的水平上表面放一光滑小球m,后释放M,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 [ ] A.沿斜面向下的直线

高一物理下,圆周运动复习知识点全面总结

匀速圆周运动专题 从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。 (一)基础知识 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 (1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化; (2)角速度,恒定不变量;(3)周期与频率; (4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同; (5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为。所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。 2. 质点做匀速圆周运动的条件 (1)具有一定的速度; (2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。 3. 向心力有关说明 向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。 (二)解决圆周运动问题的步骤 1. 确定研究对象; 2. 确定圆心、半径、向心加速度方向; 3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向; 4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。基本规律:径向合外力提供向心力 (三)常见问题及处理要点 1. 皮带传动问题 例1:如图1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. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等

人教版高中物理必修2匀速圆周运动”的典型例题2

“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

高一物理牛顿运动定律的解题技巧

牛顿运动定律的综合应用 一、临界问题 在运用牛顿运动定律解动力学问题时,常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分离等等,这类问题就是临界问题。 解决临界问题的基本思路 1.分析临界状态 一般采用极端分析法,即把问题中的物理量推向极值,就会暴露出物理过程,常见的有A.发生相对滑动;B.绳子绷直;C.与接触面脱离。 所谓临界状态一般是即将要发生质变时的状态,也是未发生质变时的状态。此时物体所处的运动状态常见的有:A.平衡状态;B.匀变速运动;C.圆周运动等。 2.找出临界条件 (1)相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达最大值; (2)绳子松弛的临界条件是绳中拉力为零; (3)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。 3.列出状态方程 将临界条件代到状态方程中,得出临界条件下的状态方程。 4.联立方程求解 有些临界问题单独临界条件下的状态方程不能解决问题,则需结合其他规律联立方程求解。 1、如图所示,质量为m=1kg的物块放在倾角为θ=37的斜面体上,斜面质量为M=1kg,斜面与物块间的动摩擦因数为μ= 0.2,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围。(g取10m/s2) 2、一斜面放在水平地面上,倾角为θ=53°,一个质量为0.2 kg的小球用细绳吊在斜面顶端,如图所示.斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行.不计斜面与水平面间的摩擦,当斜面以10 m/s2的加速度向右运动时,求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。(g取10 m/s2) 3、如图所示,两个质量都为m的滑块A和B,紧挨着并排放在水平桌面上,A、B间的接触面垂直于图中纸面与水平面成θ角,所有接触面都光滑无摩擦,现用一个水平推力作用于滑块A,使A、B一起向右做加速运动。求: (1)要使A、B间不发生相对滑动,它们共同向右运动的最大加速度是多大? (2)要使A、B间不发生相对滑动,水平推力的大小应在什么范围内?

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