【物理】2019届一轮复习人教版圆周运动学案

【物理】2019届一轮复习人教版圆周运动学案

考纲原文 ‎6年考题 考情分析 ‎2012‎ ‎2013‎ ‎2014‎ ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ ‎1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(Ⅰ)‎ T44‎ T35‎ T3‎ T3、T41、T43、T43(1)、T57(1)‎ T5、T18‎ T13‎ 从考试题目可分析出，本专题的内容侧重于考查匀速圆周运动的特点，受力情况的判别，以及角速度、线速度、向心加速度、周期等基础物理量的计算公式，离心现象考查的比较基础，主要能掌握概念以及日常生活中的离心现象．备考时，要注重公式的识记，适当代入数据计算就可以简单得出正确答案.‎ ‎2.匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)‎ T40‎ T43‎ T42‎ T38(1)‎ T39‎ ‎3.离心现象(Ⅰ)‎ T12、T13(1)‎ T10‎ T17‎ 考点1　匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 (Ⅰ)‎ ‎1.(2017年6月广东学业水平考试)如图所示，光驱读盘时光盘绕固定轴高速转动．当转速恒定时，下列说法正确的是(　　)‎ A．盘面上越靠近圆心的点，线速度大小越大 B．盘面上越靠近圆心的点，角速度大小越大 C．盘面上所有点的角速度大小都相等 D．盘面上所有点的线速度大小都相等 ‎2．(2016年6月广东学业水平考试)如图所示，电风扇正常转动时，扇叶上P点绕轴做匀速圆周运动，则P点的(　　)‎ A．线速度保持不变　　　　　 B．向心加速度不变 C．角速度保持不变 D．向心加速度为0‎ ‎3．(2016年6月广东学业水平考试)一个物体在几个共点力的作用下处于平衡状态，则(　　)‎ A．物体一定静止 B．物体所受的合外力的零 C．物体可能做匀速圆周运动 D．物体一定做匀速直线运动 ‎4．(2015年6月广东学业水平考试)如图所示，细绳拉着小球在光滑水平面上先后沿轨道1和轨道2做匀速圆周运动，若拉力F不变，小球在轨道2比在轨道1上运动的(　　)‎ A．周期小 B．转速大 C．线速度小 D．角速度小 ‎5．(2014年6月广东学业水平考试)一条绷紧的皮带连接两个半径不同的皮带轮，若皮带轮做匀速转动，两轮边缘上的两点(　　)‎ A．角速度相同 B．转动周期相同 C．线速度大小相同 D．向心加速度大小相同 ‎6.(2013年6月广东学业水平考试)如图所示，手表指针的运动可看做匀速运动，下列说法中正确的是(　　)‎ A．秒针、分针、时针转动周期相同 B．秒针的角速度最大，时针的角速度最小 C．秒针上A、B两点线速度一样大 D．秒针上A、B两点向心加速度一样大 ‎7．(2011年6月广东学业水平考试)广州的广州塔和上海的东方明珠塔都随地球的自转一起转动，下列说法正确的是(　　)‎ A．两座塔的加速度相同 B．两座塔的线速度相同 C．两座塔的运动周期相同 D．两座塔的角速度不同 ‎1．匀速圆周运动 ‎(1)定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等，这种运动就叫做匀速圆周运动．‎ ‎(2)特点：是变加速运动(F向、a、v方向时刻在变化，ω不变)．‎ ‎(3)条件：①具有一定的初速度；②受到的合力大小不变且方向始终与速度方向垂直；③合力与速度始终在一个确定不变的平面内．‎ ‎2．描述匀速圆周运动的物理量 ‎(1)线速度v：物体在一段时间内通过的弧长s与这段时间t的比值，叫做物体的线速度，即v＝s/t.线速度是矢量，其方向就是圆周该点的切线方向．线速度方向是时刻在变化的，所以匀速圆周运动是变速运动．‎ ‎(2)角速度ω：连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度θ与这段时间t的比值叫做匀速圆周运动的角速度，即ω＝θ/t.对某一确定的匀速圆周运动来说，角速度是恒定不变的，角速度的单位是rad/s.‎ ‎(3)周期T和频率f：它们之间的关系是T＝1/f.‎ ‎(4)描述匀速圆周运动的各物理量间的关系：v＝＝2πfr＝ωr.‎ 考点2　匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)‎ ‎1．(2016年6月广东学业水平考试)小汽车的质量为1.0×103 kg，它以4 m/s的速度通过拱形桥最高点，已知最高点桥面的圆弧半径为16 m．此时汽车所受的向心力大小为(　　)‎ A．0.5×103 N B．1.0×103 N C．4.0×103 N D．9.0×103 N ‎2．(2015年1月广东学业水平考试)如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做匀速圆周运动，质量为1吨的汽车以20 m/s的速度过桥，桥面的圆弧半径为500 m，g取9.8 m/s2，则汽车过桥面顶点时对桥面的压力是(　　)‎ A．800 N B．9 000 N ‎ C．10 000 N D．10 800 N ‎3．(2014年6月广东学业水平考试)公路路面的倾角为α，设弯道路段的半径为R，重力加速度为g，要保证安全，汽车在弯道路段的行驶速度应满足(　　)‎ A．v＝gRtan α B．v＝gR2tan α C．v≤ D．v≤ ‎4．(2012年6月广东学业水平考试)如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2∶3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是(　　)‎ A．1∶1　　　 B．3∶2　　　 C．2∶3　　　 D．9∶4‎ ‎5.(2010年6月广东学业水平考试)如图所示，飞机在竖直平面内俯冲又拉起，这一过程可看做匀速圆周运动．在最低点时，飞行员对座椅的压力为F.设飞行员所受重力为G.则飞机在最低点时(　　)‎ A．F＝0 B．FG ‎1．向心力 ‎(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受到的合外力总是沿半径指向圆心，叫做向心力．‎ ‎(2)大小：F＝ma＝m＝mω2r＝mr＝4π2mf2r.‎ ‎(3)方向：总是指向圆心．‎ ‎2．向心加速度 它的大小与线速度、角速度的关系是a＝＝ω2r，方向总是指向圆心．‎ 考点3　离心现象(Ⅰ)‎ ‎ ‎ ‎1.(2017年6月广东学业水平考试)如图所示，在高速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随桶一起转动，在保证衣服不滑动的情况下(　　)‎ A．桶转速增大时，衣服对桶壁的压力不变 B．桶转速增大时，衣服对桶壁的压力减小 C．桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动 D．桶转速足够大时，衣服上的水滴将做向心运动 ‎2．(2016年6月广东学业水平考试)下列现象中，与离心现象无关的是(　　)‎ A．汽车启动时，乘客向后倾斜 B．旋转雨伞甩掉伞上的水滴 C．用洗衣机脱去湿衣服中的水 D．运动员将链球旋转后掷出 ‎3．(2015年6月广东学业水平考试)下列属于离心现象应用的是(　　)‎ A．洗衣机甩干衣服 B．田径比赛中的标枪运动 C．跳水运动员在空中转体 D．回旋加速器中的带电粒子在磁场中旋转 ‎1．离心运动的定义：做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动．‎ ‎2．物体做离心运动的条件：当外界提供的向心力突然消失或变得小于所需的向心力．‎ 一、单项选择题Ⅰ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．‎ ‎1．(2015年6月广东学业水平考试)以地面为参考系，下列研究对象中做圆周运动的是(　　)‎ A．运动员掷出的链球 B．行驶列车上钟表的时针尖端 C．行进中自行车轮胎上的气门芯 D．教室里的吊扇转动时叶片上的点 ‎2．做匀速圆周运动的质点处于(　　)‎ A．平衡状态 ‎ B．不平衡状态 C．速度不变的状态 ‎ D．加速度不变的状态 ‎3.如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两点均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q 两点的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．P、Q两点的线速度大小相等 B．P、Q两点的角速度大小相等 ‎ C．P点的角速度比Q点的角速度大 D．P点的线速度比Q点的线速度大 ‎4．关于曲线运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．曲线运动一定是变速运动 ‎ B．曲线运动速度的大小一定不断变化 C．曲线运动的速度方向可能不变 D．曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 ‎5．关于匀速圆周运动的性质，以下说法中正确的是(　　)‎ A．匀速运动 B．匀变速运动 ‎ C．变速运动 D．以上说法都不对 ‎6．下列哪些现象不是为了防止物体产生离心运动(　　)‎ A．汽车转弯时要限制速度 B．转速很快的砂轮半径不能做得太大 ‎ C．在修筑铁路时，转弯处转道的内轨要低于外轨 D．洗衣机的脱水筒 ‎7．一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内(　　)‎ A．速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变 B．速度一定在不断地改变，加速度可以不变 C．速度可以不变，加速度一定不断地改变 D．速度可以不变，加速度也可以不变 ‎8．如图所示，物体在恒力的作用下由A运动到B，这时突然使它所受的力反向而大小不变．在此力的作用下，关于物体以后的运动情况，下列说法正确的是(　　)‎ A．物体可能沿着Ba运动 B．物体可能沿着Bb运动 C．物体可能沿着Bc运动 D．物体可能沿着BA运动 ‎9．“神舟”十号飞船于2013年6月11日发射升空，如图所示，在“神舟”十号靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小．在此过程中“神舟”十号所受合力的方向可能是(　　)‎ ‎10．关于向心力的说法中，正确的是(　　)‎ A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B．向心力不改变圆周运动物体的速度 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 二、单项选择题Ⅱ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．‎ ‎11．一个电钟的秒针角速度为(　　)‎ A．π rad/s　　 B．2π rad/s ‎ C． rad/s D． rad/s ‎12.如图所示，汽车以速度v通过一弧形的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法中正确的是(　　)‎ A．汽车的向心力就是它所受的重力 B．汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力，方向指向圆心 C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用 D．以上说法均不正确 ‎13.如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，角速度为4 rad/s，盘面上距离圆盘中心0.1 m的位置有一个质量为0.1 kg的小物体随圆盘一起转动．则小物体做匀速圆周运动的向心力大小为(　　)‎ A．0.4 N B．0.04 N C．1.6 N D．0.16 N ‎14．关于做匀速圆周运动物体的线速度的大小和方向，下列说法中正确的是(　　)‎ A．大小不变，方向也不变 B．大小不断改变，方向不变 C．大小不变，方向不断改变 D．大小不断改变，方向也不断改变 ‎15．下面说法中正确的是(　　)‎ A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B．物体在恒力作用下有可能做圆周运动 C．物体所受的力始终不与速度垂直，则一定不做圆周运动 D．物体在变力作用下有可能做曲线运动 ‎16．(2015年6月广东学业水平考试)卫星绕地球的运行可视为匀速圆周运动，离地球越远的卫星(　　)‎ A．周期越大 B．角速度越大 C．线速度越大 D．向心加速度越大 ‎17．下列关于向心加速度的说法中，正确的是(　　)‎ A．向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B．向心加速度的方向可能与速度方向不垂直 C．向心加速度的方向保持不变 D．向心加速度的方向与速度的方向平行 ‎18．关于匀速圆周运动的物体下列说法正确的是(　　)‎ A．速度不变 ‎ B．加速度不变 C．合外力不变 D．是变速曲线运动 ‎19．汽车行驶中和离心运动有关的是 (　　)‎ A．汽车开进泥坑里轮胎打滑 B．汽车通过圆形拱桥 C．汽车直线行驶时与其他车辆发生碰撞 D．汽车在转弯时由于速度太快导致翻车 ‎20．静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是(　　)‎ A．它们的运动周期都是相同的 B．它们的线速度都是相同的 C．它们的线速度大小都是相同的 D．它们的角速度是不同的 三、多项选择题：本大题共4小题，在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的．‎ ‎21．如图所示，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 ‎ ‎22．如图所示，用长为L的细线拴一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　)‎ A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 B．向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力 C．向心力等于细线对小球拉力的水平分量 D．向心力的大小等于mgtan θ ‎23．(2012年1月广东学业水平考试)一架做飞行表演的飞机，在水平面内做匀速圆周运动．若已知飞机飞行轨迹的半径为3 000 m，飞行的线速度为150 m/s，可以求出的有(　　)‎ A．飞机的角速度 B．飞机的向心力 C．飞机运动的周期 D．飞机的向心加速度 ‎24．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　)‎ A．匀速圆周运动是匀速率圆周运动 B．匀速圆周运动是向心力恒定的运动 C．匀速圆周运动是加速度的方向始终指向圆心的运动 D．匀速圆周运动是变加速运动 考题导练·核心归纳 ‎ 考点1‎ ‎1．C　2.C　3.B　4.D ‎5．【解析】选C.皮带连接的轮上任意两点的线速度大小是相同的，由于v＝＝2πfr＝ωr，a＝＝ω2r，而半径不同，则角速度不同，周期不同，向心加速度大小不同．‎ ‎6．【解析】选B.秒针、分针、时针的周期不同，时针周期最大，秒针周期最小，由于ω＝可得时针角速度最小，秒针角速度最大，则A错B对．秒针上A、B的角速度一样，由于v＝ωr得，A、B的半径不同，所以线速度不相等，由于a＝ω2r，所以加速度不相等，则C、D均错误．‎ ‎7．【解析】选C.两座塔均绕地轴转动，它们的角速度、周期相同；而它们的轨道半径不同，由v＝rω和a＝rω2可知，它们的线速度、加速度不同．故C正确．‎ 考点2‎ ‎1．B ‎2．【解析】选B.汽车过桥面顶点时，重力与支持力的合力提供向心力：mg－N＝m，可以求出N＝9 000 N，汽车对桥面顶点的压力与所受的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，则汽车过桥面顶点时对桥面的压力是9 000 N.‎ ‎3．【解析】选D.受力分析得mgtan α＝m，得最大速度v＝，‎ 根据题意速度应该小于或者等于最大速度，选D.‎ ‎4．【解析】选C.两者的角速度一样，由F＝mω2r可分析出，C正确．‎ ‎5．【解析】选D.座椅对人的支持力N＝F，在最低点需要向心力，大小为N－G，则F>G.‎ 考点3‎ ‎1．C　2.A　3.A ‎ 学业达标·实战演练 ‎ 一、 单项选择题Ⅰ ‎1．D ‎2．【解析】选B.平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态．匀速圆周运动是变速运动，且加速度的方向不断变化，故A、C、D错误．‎ ‎3．【解析】选B.P、Q做匀速圆周运动，共轴转动，两者的角速度相等，Q的半径大，则Q的线速度也大．‎ ‎4．【解析】选A.曲线运动的速度方向一直改变，属于变速运动，A对C错．匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻变化，B、D错．‎ ‎5．【解析】选C.匀速圆周运动的线速度大小不变，但是方向随时在变，所以它是变速运动．由于匀速圆周运动的加速度方向不断变化，所以它不是匀变速运动．‎ ‎6．【解析】选D.ABC都是防止产生离心运动的，只有D是利用离心现象的．‎ ‎7．【解析】选B.由匀速圆周运动和平抛运动，易知速度一定在不断地改变，加速度可以不变．‎ ‎8．【解析】选C.AB段受力方向应该指向曲线凹侧，之后力方向反向，曲线应该往力的方向弯曲．‎ ‎9．【解析】选C.力应该指向曲线的凹侧，A、D错误．M到N过程中，速度减小，说明力与速度方向成钝角，选C.‎ ‎10．【解析】选C.向心力是按效果命名的力，不是单独产生的，A错．向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，B错．匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力，C对．向心力要一直跟速度方向垂直，所以向心力是变力．‎ 二、单项选择题Ⅱ ‎11．【解析】选D.秒针转一周用的时间是60 s，ω＝ rad/s＝ rad/s.D正确．‎ ‎12．【解析】选B.汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力，方向指向圆心，寻找向心力要从半径方向看，而且受力分析，不能出现向心力，向心力是效果力．‎ ‎13．【解析】选D.根据公式F＝mω2r可知D正确．‎ ‎14．【解析】选C.做匀速圆周运动物体的线速度大小不变，但是方向随时在变化，C正确．‎ ‎15．【解析】选D.平抛运动是恒力作用下做的曲线运动，A错．圆周运动的加速度方向时刻改变，所以物体在恒力作用下不可能做圆周运动，B错．竖直面内的圆周运动或者单摆，物体所受的力始终不与速度垂直，C错．匀速圆周运动就是在变力作用下的曲线运动，D对．‎ ‎16．A ‎17．【解析】选A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直，指向圆心，A正确．‎ ‎18．【解析】选D.匀速圆周运动的速度、加速度、合外力方向一直在改变，ABC错．速度一直改变，轨迹是曲线，属于变速曲线运动，D对．‎ ‎19．【解析】选D.易知D选项属于离心现象．‎ ‎20．【解析】选A.地球绕自转轴转动时，所有地球上各点的周期及角速度都是相同的，地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面，其圆心分布在整条自转轴上．不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的，只有同一纬度处的物体转动半径相等，线速度的大小才相等，但即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同．‎ 三、多项选择题 ‎21．【解析】选AC.由公式F＝ma＝m＝mω2r＝mr＝4π2mf2r，可分析知AC正确．‎ ‎22．【解析】选BCD.向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力，小球受到重力、线的拉力两个力．‎ ‎23．【解析】选ACD.题目已知线速度v，半径r，由于ω＝，可知A对，由T＝，知C对，由a＝，知D对，向心力求解还缺质量，故求不出．‎ ‎24．【解析】选ACD.力是矢量，匀速圆周运动的向心力大小不变，但方向随时变化，不是恒定的．只有B不正确．‎