勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)

1、.勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義：一個(gè)物體若在任意相等的時(shí)間里通多的圓弧長(zhǎng)度都相等, 那這個(gè)物體就在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。特征：線速度大小不變，周期不變，角速度不變。向心加速度不 變，但是方向時(shí)刻變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)變加速運(yùn)動(dòng)。條件:1. 物體具有初速度。2. 物體受到合外力F的方向與速度V的方向始終垂直，并指向圓心。3. 合外力的大小不變但是 方向時(shí)刻在變。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量，及其相互的聯(lián)系。1. 線速度:物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。方向：質(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向在該點(diǎn)的切線方向。大?。簐=S/t, S是t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)。2. 角速度:物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。大小：w= 是連接質(zhì)

2、點(diǎn)和圓心半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度。3周期T頻率f做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)沿圓繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，叫做頻率,也叫轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)數(shù)是指做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體每分鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，用N表示，單位是轉(zhuǎn) /分 (r/min) 注意: a勻速圓周運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)b. “勻速”應(yīng)理解為“勻速率”不能理解為“勻速度”C.合力不為零，不能稱作 平衡狀態(tài)4. 向心力:(1)定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的合力指向圓心，叫向心力。(2)(3)作用：只改變速度大小，不改變方向(4)注意:特點(diǎn)：指向圓心，大小不變，方向時(shí)刻改變，是變力。F向=F合a.是一種效果力，它可以由重

3、力、彈力、摩擦力等單獨(dú)提供，也可以由它們的 合力提供。b. “向心力”只是說(shuō)明做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要一個(gè)指向圓心方向的力，而并非物 體又受到一個(gè)“新的性質(zhì)”的力。即在受力分析時(shí)，向心力不能單獨(dú)作為一種力。C.變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力不等于合力，合力也不一定指向圓心。5. 向心加速度(1)定義：由向心力產(chǎn)生的加速度F需向=F(2)特點(diǎn)：指向圓心，大小不變，方向時(shí)刻改變，是矢量。4.提供的向心力: 通過(guò)受力分析求出來(lái)的，沿半徑方向指向圓心的力，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中6. 需要的向心力: 根據(jù)物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 m、半徑r、線速度V(或角速度 W)求出的向心力F=mr?=m?/r7. 離心現(xiàn)象(1)做圓周運(yùn)動(dòng)物

4、體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn): 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體由于本身的慣性，總有沿圓周切線飛出的傾向。典型例題A0 C n圖 6-8-1-1t片【例11如圖6-8-1-1所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上， 有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。 當(dāng)圓筒的角速度增大以后，下列說(shuō)法正確的是()物體所受彈力增大，摩擦力也增大了 物體所受彈力增大，摩擦力減小了 物體所受彈力和摩擦力都減小了 物體所受彈力增大，摩擦力不變(A)(B)(C)(D) 分析與解：物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受到三個(gè)力的作用：重力G、筒壁對(duì)它的彈力Fn、和筒壁對(duì)它的摩擦力 F1 (如圖6-8-1-2所示)。其中G和F1是 一對(duì)平衡力，筒壁對(duì)它的彈力Fn提供它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

5、的向心力。當(dāng)圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不管其角速度多大，只要物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)， 則物體所受的(靜)摩擦力 F1大小等于其重力。而根據(jù)向心力公式，Ci G圖 6-8-1-22Fn mr ，當(dāng)角速度較大時(shí)Fn也較大。故本題應(yīng)選 D?！纠?】如圖6-8-1-3所示的傳動(dòng)裝置中，已知大輪半徑是小輪半徑的 A點(diǎn)和B點(diǎn)分別在兩輪邊緣，C點(diǎn)離大輪距離等于小輪半徑，之比Va : VB : VC=，角速度之比3比 a : aB : ac=。分析與解：A、C兩點(diǎn)在同一輪上，所以角速度相等，即3由v= 3 r得va=3vc ;又因?yàn)椴淮蚧?VA= VB,由v= 3A 3A -3 B -3C=3倍，若不打滑，則

6、它們的線速度，向心加速度之A= 3 C , r得：VA : VB : VC=3 : 3 : 1；3 A ：3 B ：3 C = 1 : 3 : 1；aA : aB : ac =2 2 2 一 C 一 AA :bFb :CC =1 ： 3 ： 1。CA學(xué)能提升 1.如圖6-8-1-4所示，小物體 A與圓柱保持相對(duì)靜止，跟著圓盤(pán)一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，貝y A受力情況是受()(A) 重力、(B) 重力、(C) 重力、(D) 重力、支持力 向心力支持力和指向圓心的摩擦力 支持力、向心力和摩擦力圖 6-8-1-3爭(zhēng)圖 6-8-1-4 2 .如圖6-8-1-5所示，a、b是地球上不同緯度上的兩點(diǎn)， 隨地球自

7、轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該兩點(diǎn)具有相同的(A)運(yùn)動(dòng)半徑(B)線速度大小(C)角速度(D)線速度a、b)圖 6-8-1-5 3 .用長(zhǎng)短不同，材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么()(A) 兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷(B) 兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷(C) 兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷(D) 不管怎樣都是短繩易斷汽車受力的說(shuō)法正確圖 6-8-1-6 4 .如圖6-8-1-6所示，汽車以速度v通過(guò)一半圓形式拱橋的頂端時(shí)， 的是()(A) 汽車的向心力就是它所受的重力(B) 汽車的向心力是它所受的重力和支持力的合力，方向指

8、向圓心(C) 汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用(D) 以上均不正確若在某轉(zhuǎn)彎 5.火車軌道在轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌，其高度差由轉(zhuǎn)彎半徑與火車速度確定 處規(guī)定行駛的速度為 V,則下列說(shuō)法中正確的是 () 當(dāng)火車以V的速度通過(guò)此彎路時(shí)，火車所受重力與軌道面支持力的合力提供向心力 當(dāng)火車以V的速度通過(guò)此彎路時(shí)，火車所受重力、軌道面支持力和外軌對(duì)輪緣彈力的合力提供向心力 當(dāng)火車速度大于 V時(shí)，輪緣擠壓外軌當(dāng)火車速度小于V時(shí)，輪緣擠壓外軌(A)(B)(C)(D) 6.由上海飛往美國(guó)洛杉磯的飛機(jī)在飛越太平洋的過(guò)程中，如果保持飛機(jī)速度的大小和 距離海面的高度均不變，則下列說(shuō)法中正確的是()(A)

9、(B)(C)(D)飛機(jī)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)。飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略大于地球?qū)Τ丝偷囊Α?飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略小于地球?qū)Τ丝偷囊Α?飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力為零。7.有一質(zhì)量為 m的小木塊，由碗邊滑向碗底，碗內(nèi)表面是半徑為 的圓弧，由于摩擦力的作用，(A)它的加速度為零(C)它所受合力大小一定， &如圖6-8-1-7所示，木塊運(yùn)動(dòng)的速率不變，則()(B )它所受合力為零方向改變(D)它的加速度恒定半徑為r的圓筒繞豎直中心軸 0。轉(zhuǎn)動(dòng)，小物 卩，現(xiàn)要使A不下落,O匚4圖 6-8-1-7大輪Q塊A靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒的靜摩擦因數(shù)為 則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3至少應(yīng)為 9如圖6-8

10、-1-8所示，一個(gè)大輪通過(guò)皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶和兩輪之間無(wú)滑動(dòng)，的半徑是小輪的2倍，大輪上的一點(diǎn)s離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離等于小輪 的半徑，當(dāng)大輪邊緣上P點(diǎn)的向心加速度是10m/ s2時(shí)，大輪上的S點(diǎn)和小輪上的Q點(diǎn)的向心加速度為 as=m/s2，aQ=m / s2 10個(gè)圓盤(pán)邊緣系一根細(xì)繩，繩的下端拴著一個(gè)質(zhì)量為 盤(pán)的半徑是r，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小球隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且細(xì)繩與豎直 方向成0角，如圖6-8-1-9所示，則圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速是 。 11.如圖6-8-1-10所示，直徑為d的紙筒以角速度 3繞軸O 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過(guò)圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下 a、b兩個(gè)彈孔，

11、已知aO和b0夾角為 為則子彈 的速度大小為 12.下述各種現(xiàn)象，屬于利用離心現(xiàn)象的是 現(xiàn)象的是 A 洗衣機(jī)脫水B 離心沉淀器分離物質(zhì)C.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)減速D .汽車過(guò)橋時(shí)減速E. 轉(zhuǎn)動(dòng)雨傘，去除雨傘上的一些水F. 站在公交車?yán)锏某丝?，在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)用力拉住扶手1 .豎直放置兩端封閉的玻璃管內(nèi)注滿清水，內(nèi)有一個(gè)用紅蠟塊做成的SOm的小球,2圖圖 6-8-1-8圓6-8-1-9；屬于防止離心圖 6-8-1-10圓柱體，玻璃管倒置時(shí)圓柱體能勻速上升，現(xiàn)將玻璃管倒置，在圓柱體勻速上升的同時(shí)讓玻璃管水平勻速運(yùn)動(dòng)。已知圓柱體運(yùn)動(dòng)的合速度是V= 5cm/s,30，如圖所示，則玻璃管水平運(yùn)動(dòng)的速度A. 5 cm/

12、sB. 4 33 cm/sC. 2. 5cm/sD .無(wú)法確定2 某船在一水流勻速的河中擺渡，若船相對(duì)靜水的航行速度大小一定, 下列說(shuō)法正確的是A. 船頭垂直洞岸航行，渡河時(shí)間最短B. 船頭朝下游轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，渡河時(shí)間最短C. 船頭垂直河岸航行，渡河航程最短D.船頭朝上游轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使實(shí)際航向垂直河岸時(shí)，渡河航程最短3、游泳運(yùn)動(dòng)員以恒定的速率垂直河岸橫渡， 當(dāng)水速突然增大時(shí)，對(duì)運(yùn) 動(dòng)員橫渡經(jīng)歷的路程、時(shí)間發(fā)生的影響是A. 路程增加、時(shí)間增加B. 路程增加、時(shí)間縮短C. 路程增加、時(shí)間不變D. 路程、時(shí)間均與水速無(wú)關(guān)12. 如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為

13、r1、r2、r3.若甲輪的角速度為，則丙輪的角速度為1 1A.331C.3B.D.3 113. 光滑的水平面上固定著個(gè)螺旋形光滑水平軌道,俯視如圖所示。一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，小球從進(jìn)入軌道到未到達(dá)螺旋形中央?yún)^(qū)的時(shí)間內(nèi)，小球運(yùn)動(dòng)的角速度大小，線速度大小填不斷增大、減小或不變）。14. 關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期、半徑之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是A .線速度大的角速度一定大B.角速度大的周期一定小C.角速度大的半徑一定小D .線速度大的周期一定小二、勻速圓周，受力分析，合力充當(dāng)向心力15. 下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是A .勻速圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是平衡狀態(tài)B. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度和加速度都不斷改變的運(yùn)動(dòng)D. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力是恒力16. 在水平路面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力來(lái)源于A .重力與支持力的合力B .滑動(dòng)摩擦力C.重力與摩擦力的合力D .靜摩擦力動(dòng)，則下列關(guān)于A的受力情況說(shuō)法正確的是17. 如圖所示，小物塊A與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，跟著圓盤(pán)一起作勻速圓周運(yùn)A .受重力、支持力B.受重力、支持力和方向與小物塊運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力