2012屆高考物理第一輪導學案復習 勻速圓周運動

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網
2012屆高三物理一輪復習導學案
四、曲線運動(3)
【課 題】勻速圓周運動
【導學目標】
1、掌握勻速圓周運動的v、ω、T、f、a 等概念,并知道它們之間的關系;
2、理解勻速圓周運動的向心力。
【知識要點】
一、描述圓周運動的物理量
1、線速度:方向是質點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧在該點的____________方向。大小:v=s/t(s是t內通過的弧長)
2、角速度:大。害=θ/t (rad/s), 是連接質點和圓心的半徑在t時間內轉過的____
3、周期T、頻率f、轉速n
實際中所說的轉數是指做勻速圓周運動的物體每分鐘轉過的圈數,用n表示
4、 v 、ω、T、f的關系:______________________________________________
5、向心加速度―描述_________________改變的快慢。大小:a=v2/r=rω2 ;
方向:總是指向_________,與線速度方向________,方向時刻發(fā)生變化。
二、勻速圓周運動
1、定義:做圓周運動的質點,在相等的時間里通過的______________相等。
2、運動學特征:線速度大小不變,周期不變;角速度大小不變;向心加速度大小不變,但方向時刻改變,故勻速圓周運動是變加速運動
三、向心力
1、作用效果:產生向心加速度,不斷改變物體的速度方向,維持物體做圓周運動。
2、大。篎=ma向=m v2/r=mrω2
3、產生:向心力是按____________命名的力,不是某種性質的力,因此,向心力可以由某一個力提供,也可以由幾個力的合力提供,要根據物體受力實際情況判定。
4、做勻速圓周運動的物體,受到的合外力的方向一定沿半徑指向圓心(向心力),大小一定等于mv2 / r。
【典型剖析】
[例1](2007學年奉賢區(qū)調研測試高三物理試卷)無級變速是在變速范圍內任意連續(xù)地變換速度,性能優(yōu)于傳統(tǒng)的檔位變速器。很多種高檔汽車都應用了無級變速。如圖所示是截錐式無級變速模型示意圖,兩個錐輪中間有一個滾輪,主動輪、滾輪、從動輪之間靠著彼此之間的摩擦力帶動。當位于主動輪與從動輪之間的滾輪從左向右移動時從動輪轉速降低,滾輪從右向左移動時從動輪轉速增加。當滾輪位于主動輪直徑D1,從動輪直徑D2的位置上時,則主動輪轉速n1,從動輪轉速n2之間的關系是( )
A. B.
C. D.
[例2](揚州市10屆高三第一次調研測試)如圖所示,長為L 的輕桿A一端固定一個質量為m的小球B,另一端固定在水平轉軸O上,輕桿繞轉軸O在豎直平面內勻速轉動,角速度為ω.在輕桿與水平方向夾角α從0°增加到90°的過程中,下列說法正確的是 ( )
A.小球B受到輕桿A作用力的方向一定沿著輕桿A
B.小球B受到的合力的方向一定沿著輕桿A
C.小球B受到輕桿A的作用力逐漸減小
D.小球B受到輕桿A的作用力對小球B做正功
[例3]如圖所示,一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣接觸。當車輪轉動時,因摩擦而帶動小輪轉動,從而為發(fā)電機提供動力。自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0cm。求大齒輪的轉速n1和摩擦小輪的轉速n2之比。(假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)
[例4](青浦區(qū)2007學年第一學期高三期末質量抽查考試物理試卷)在水平地面上勻速行駛的拖拉機,前輪直徑為0.8 m,后輪直徑為1.25 m,兩輪的軸水平距離為2 m,如圖所示,在行駛的過程中,從前輪邊緣的最高點A處水平飛出一小塊石子,0.2 s后從后輪的邊緣的最高點B處也水平飛出一小塊石子,這兩塊石子先后落到地面上同一處。求拖拉機行駛的速度的大小。
[例5]如圖所示,水平轉盤可繞豎直中心軸轉動,盤上疊放著質量均為1kg的 、 兩個物塊, 物塊用長為0.25m的細線與固定在轉盤中心處的力傳感器相連,兩個物塊和傳感器的大小均可不計.細線能承受的最大拉力為8N. 、 間的動摩擦因數為0.4, 與轉盤間的動摩擦因數為0.1,且可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.轉盤靜止時,細線剛好伸直,傳感器的讀數為零.當轉盤以不同的角速度勻速轉動時,傳感器上就會顯示相應的讀數 .試通過計算在坐標系中作出 圖象。
【訓練設計】
1、(09?廣東文科基礎?57) 如圖所示是一個玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三個點。當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉時,下列表述正確的是( )
A.a、b和c三點的線速度大小相等
B.a、b和c三點的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的線速度比a、b的大
2、(海門市2008屆高三第一次診斷性考試試卷)如圖所示,水平轉盤上的A、B、C三處有三塊可視為質點的由同一種做成的正立方體物塊;B、C處物塊的質量相等且為m,A處物塊的質量為2m;點A、B與軸O的距離相等且為r,點C到軸O的距離為2r,轉盤以某一角速度勻速轉動時,A、B、C處的物塊都沒有發(fā)生滑動現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.C處物塊的向心加速度最大
B.A處物塊受到的靜摩擦力最小
C.當轉速增大時,最先滑動起來的是C處的物塊
D.當轉速繼續(xù)增大時,最后滑動起來的是A處的物塊
3、(浦東新區(qū)2008年高考預測)如圖所示,一根足夠長輕繩繞在半徑為R的定滑輪上,繩的下端掛一質量為m的物體。物體從靜止開始做勻加速直線運動,經過時間t定滑輪的角速度為ω,此時物體的速度大小為________,物體對繩的拉力大小為________。
4、如圖所示,甲乙兩球做勻速圓周運動,向心加速度a隨半徑R變化.由圖象可以知道( )
A.甲球運動時,線速度大小保持不變
B.甲球運動時,角速度大小保持不變
C.乙球運動時,線速度的大小保持不變
D.乙球運動時,角速度大小增大
5、(2010?廈門理工學院附中期中)在一棵大樹將要被伐倒的時候,有經驗的伐木工人就會雙眼緊盯著樹梢,根據樹梢的運動情形就能判斷大樹正在朝著哪個方向倒下,從而避免被倒下的大樹砸傷.從物理知識的角度來解釋,以下說法正確的是( )
A.樹木開始倒下時,樹梢的角速度較大,易于判斷
B.樹木開始倒下時,樹梢的線速度較大,易于判斷
C.樹木開始倒下時,樹梢的向心加速度較大,易于判斷
D.供木工人的經驗缺乏科學依據
6、如圖所示,在勻速轉動的水平圓盤上,沿半徑方向放置兩個用細線相連的質量均為m的小物體A、B,它們到轉軸的距離分別為rA=20 cm,rB=30 cm,A、B與盤面間最大靜摩擦力均為重力的0.4倍,試求:
(1)當細線上開始出現(xiàn)張力時,圓盤的角速度ω0.
(2)當A開始滑動時,圓盤的角速度ω.


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