高考物理一轮复习讲义练习第四章　第3讲　圆周运动

这是一份高考物理一轮复习讲义练习第四章　第3讲　圆周运动，共16页。试卷主要包含了匀速圆周运动及其描述，离心运动和近心运动，变速圆周运动的向心力不指向圆心等内容，欢迎下载使用。
1．匀速圆周运动及其描述
(1)匀速圆周运动
①定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。
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：合力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
(2)运动参量
2.匀速圆周运动的向心力
(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
Fn＝m eq \f(v2,r)＝mrω2＝m eq \f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r。
(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。
教材链接·想一想 根据人教版教材必修第二册P37“思考与讨论”想一想：如果把地球看成一个巨大的拱形桥，行驶的汽车对地面的压力还等于汽车的重力吗？
提示：行驶的汽车对地面的压力小于汽车的重力，且汽车速度越大对地面的压力越小。
3．离心运动和近心运动
(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供做圆周运动所需的向心力时，就做逐渐远离圆心的运动。
(2)受力特点（如图所示）
①当F＝0时，物体沿切线方向飞出。
②当0＜F＜mrω2时，物体逐渐远离圆心。
③当F＞mrω2时，物体逐渐向圆心靠近，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，而是提供的力小于物体做匀速圆周运动需要的向心力。
1．匀速圆周运动是匀变速曲线运动。( × )
2．物体做匀速圆周运动时，其线速度是不变的。( × )
3．物体做匀速圆周运动时，其所受合力是变力。( √ )
4．匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。( × )
5．做匀速圆周运动的物体，当所受合力突然减小时，物体将沿切线方向飞出。( × )
6．摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。( × )
7．向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。( √ )
8．变速圆周运动的向心力不指向圆心。( × )
考点一 圆周运动的运动学分析
1．描述圆周运动的物理量间的关系
2．常见的传动方式及特点
(1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。
(2)摩擦传动和齿轮传动：如图甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。
(3)同轴传动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。
【典例1】 （多选）如图甲是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等、直径约为30 cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是( BC )
A．P、Q的线速度相同
B．玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反
C．P点的线速度大小约为1.6 m/s
D．摇把的转速约为400 r/min
【解析】 由于线速度的方向沿曲线的切线方向，由题图乙可知，P、Q两点线速度的方向一定不同，故A错误；若主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，所以玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反，故B正确；玻璃盘的直径是30 cm，转速是100 r/min，所以P点线速度大小v＝ωr＝2nπr＝2× eq \f(100,60)×π× eq \f(0.3,2) m/s＝0.5π m/s≈1.6 m/s，故C正确；从动轮边缘的线速度大小vc＝ωrc＝2nπrc＝2× eq \f(100,60)×π×0.02 m/s＝ eq \f(1,15)π m/s，由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等，即vz＝vc，所以主动轮的转速nz＝ eq \f(ωz,2π)＝ eq \f(\f(vz,rz),2π)＝ eq \f(\f(1,15)π,2π×0.08) r/s＝25 r/min，故D错误。
1．（2024·辽宁卷）“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图所示，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的( D )
A．半径相等
B．线速度大小相等
C．向心加速度大小相等
D．角速度大小相等
解析：由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故D正确；由题图可知，球面上P、Q两点做圆周运动半径的关系为rP