廣東省2019高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)講義 專題6 圓周運動（含解析）.doc

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講義6：圓周運動 李仕才 考綱原文 6年考題 考情分析 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1.勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度(Ⅰ) T44 T35 T3 T3、T41、T43、T43(1)、T57(1) T5、T18 T13 從考試題目可分析出，本專題的內(nèi)容側(cè)重于考查勻速圓周運動的特點，受力情況的判別，以及角速度、線速度、向心加速度、周期等基礎(chǔ)物理量的計算公式，離心現(xiàn)象考查的比較基礎(chǔ)，主要能掌握概念以及日常生活中的離心現(xiàn)象．備考時，要注重公式的識記，適當(dāng)代入數(shù)據(jù)計算就可以簡單得出正確答案. 2.勻速圓周運動的向心力(Ⅱ) T40 T43 T42 T38(1) T39 3.離心現(xiàn)象(Ⅰ) T12、T13(1) T10 T17 考點1　勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度 (Ⅰ) 1.(2017年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，光驅(qū)讀盤時光盤繞固定軸高速轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時，下列說法正確的是(　　) A．盤面上越靠近圓心的點，線速度大小越大 B．盤面上越靠近圓心的點，角速度大小越大 C．盤面上所有點的角速度大小都相等 D．盤面上所有點的線速度大小都相等 2．(2016年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，電風(fēng)扇正常轉(zhuǎn)動時，扇葉上P點繞軸做勻速圓周運動，則P點的(　　) A．線速度保持不變　　　　　 B．向心加速度不變 C．角速度保持不變 D．向心加速度為0 3．(2016年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)一個物體在幾個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，則(　　) A．物體一定靜止 B．物體所受的合外力的零 C．物體可能做勻速圓周運動 D．物體一定做勻速直線運動 4．(2015年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，細繩拉著小球在光滑水平面上先后沿軌道1和軌道2做勻速圓周運動，若拉力F不變，小球在軌道2比在軌道1上運動的(　　) A．周期小 B．轉(zhuǎn)速大 C．線速度小 D．角速度小 5．(2014年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)一條繃緊的皮帶連接兩個半徑不同的皮帶輪，若皮帶輪做勻速轉(zhuǎn)動，兩輪邊緣上的兩點(　　) A．角速度相同 B．轉(zhuǎn)動周期相同 C．線速度大小相同 D．向心加速度大小相同 6.(2013年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，手表指針的運動可看做勻速運動，下列說法中正確的是(　　) A．秒針、分針、時針轉(zhuǎn)動周期相同 B．秒針的角速度最大，時針的角速度最小 C．秒針上A、B兩點線速度一樣大 D．秒針上A、B兩點向心加速度一樣大 7．(2011年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)廣州的廣州塔和上海的東方明珠塔都隨地球的自轉(zhuǎn)一起轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是(　　) A．兩座塔的加速度相同 B．兩座塔的線速度相同 C．兩座塔的運動周期相同 D．兩座塔的角速度不同 1．勻速圓周運動 (1)定義：質(zhì)點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的弧長相等，這種運動就叫做勻速圓周運動． (2)特點：是變加速運動(F向、a、v方向時刻在變化，ω不變)． (3)條件：①具有一定的初速度；②受到的合力大小不變且方向始終與速度方向垂直；③合力與速度始終在一個確定不變的平面內(nèi)． 2．描述勻速圓周運動的物理量 (1)線速度v：物體在一段時間內(nèi)通過的弧長s與這段時間t的比值，叫做物體的線速度，即v＝s/t.線速度是矢量，其方向就是圓周該點的切線方向．線速度方向是時刻在變化的，所以勻速圓周運動是變速運動． (2)角速度ω：連接運動物體和圓心的半徑在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度θ與這段時間t的比值叫做勻速圓周運動的角速度，即ω＝θ/t.對某一確定的勻速圓周運動來說，角速度是恒定不變的，角速度的單位是rad/s. (3)周期T和頻率f：它們之間的關(guān)系是T＝1/f. (4)描述勻速圓周運動的各物理量間的關(guān)系：v＝＝2πfr＝ωr. 考點2　勻速圓周運動的向心力(Ⅱ) 1．(2016年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)小汽車的質(zhì)量為1.0103 kg，它以4 m/s的速度通過拱形橋最高點，已知最高點橋面的圓弧半徑為16 m．此時汽車所受的向心力大小為(　　) A．0.5103 N B．1.0103 N C．4.0103 N D．9.0103 N 2．(2015年1月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，汽車過拱形橋時的運動可以看做勻速圓周運動，質(zhì)量為1噸的汽車以20 m/s的速度過橋，橋面的圓弧半徑為500 m，g取9.8 m/s2，則汽車過橋面頂點時對橋面的壓力是(　　) A．800 N B．9 000 N C．10 000 N D．10 800 N 3．(2014年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)公路路面的傾角為α，設(shè)彎道路段的半徑為R，重力加速度為g，要保證安全，汽車在彎道路段的行駛速度應(yīng)滿足(　　) A．v＝gRtan α B．v＝gR2tan α C．v≤ D．v≤ 4．(2012年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是2∶3，圓盤繞圓心做勻速圓周運動，兩物體相對圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運動的向心力之比是(　　) A．1∶1　　　 B．3∶2　　　 C．2∶3　　　 D．9∶4 5.(2010年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，飛機在豎直平面內(nèi)俯沖又拉起，這一過程可看做勻速圓周運動．在最低點時，飛行員對座椅的壓力為F.設(shè)飛行員所受重力為G.則飛機在最低點時(　　) A．F＝0 B．FG 1．向心力 (1)定義：做勻速圓周運動的物體所受到的合外力總是沿半徑指向圓心，叫做向心力． (2)大小：F＝ma＝m＝mω2r＝mr＝4π2mf2r. (3)方向：總是指向圓心． 2．向心加速度 它的大小與線速度、角速度的關(guān)系是a＝＝ω2r，方向總是指向圓心． 考點3　離心現(xiàn)象(Ⅰ) 1.(2017年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，在高速轉(zhuǎn)動的洗衣機脫水桶內(nèi)壁上，有一件濕衣服隨桶一起轉(zhuǎn)動，在保證衣服不滑動的情況下(　　) A．桶轉(zhuǎn)速增大時，衣服對桶壁的壓力不變 B．桶轉(zhuǎn)速增大時，衣服對桶壁的壓力減小 C．桶轉(zhuǎn)速足夠大時，衣服上的水滴將做離心運動 D．桶轉(zhuǎn)速足夠大時，衣服上的水滴將做向心運動 2．(2016年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列現(xiàn)象中，與離心現(xiàn)象無關(guān)的是(　　) A．汽車啟動時，乘客向后傾斜 B．旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉傘上的水滴 C．用洗衣機脫去濕衣服中的水 D．運動員將鏈球旋轉(zhuǎn)后擲出 3．(2015年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列屬于離心現(xiàn)象應(yīng)用的是(　　) A．洗衣機甩干衣服 B．田徑比賽中的標(biāo)槍運動 C．跳水運動員在空中轉(zhuǎn)體 D．回旋加速器中的帶電粒子在磁場中旋轉(zhuǎn) 1．離心運動的定義：做勻速圓周運動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時將做離心運動． 2．物體做離心運動的條件：當(dāng)外界提供的向心力突然消失或變得小于所需的向心力． 一、單項選擇題Ⅰ：本大題共10小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 1．(2015年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)以地面為參考系，下列研究對象中做圓周運動的是(　　) A．運動員擲出的鏈球 B．行駛列車上鐘表的時針尖端 C．行進中自行車輪胎上的氣門芯 D．教室里的吊扇轉(zhuǎn)動時葉片上的點 2．做勻速圓周運動的質(zhì)點處于(　　) A．平衡狀態(tài) B．不平衡狀態(tài) C．速度不變的狀態(tài) D．加速度不變的狀態(tài) 3.如圖所示，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面上P、Q兩點均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動，對于P、Q 兩點的運動，下列說法正確的是(　　) A．P、Q兩點的線速度大小相等 B．P、Q兩點的角速度大小相等 C．P點的角速度比Q點的角速度大 D．P點的線速度比Q點的線速度大 4．關(guān)于曲線運動，下列說法正確的是(　　) A．曲線運動一定是變速運動 B．曲線運動速度的大小一定不斷變化 C．曲線運動的速度方向可能不變 D．曲線運動的速度大小和方向一定同時改變 5．關(guān)于勻速圓周運動的性質(zhì)，以下說法中正確的是(　　) A．勻速運動 B．勻變速運動 C．變速運動 D．以上說法都不對 6．下列哪些現(xiàn)象不是為了防止物體產(chǎn)生離心運動(　　) A．汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度 B．轉(zhuǎn)速很快的砂輪半徑不能做得太大 C．在修筑鐵路時，轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)道的內(nèi)軌要低于外軌 D．洗衣機的脫水筒 7．一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動，則在這段時間內(nèi)(　　) A．速度一定在不斷地改變，加速度也一定不斷地改變 B．速度一定在不斷地改變，加速度可以不變 C．速度可以不變，加速度一定不斷地改變 D．速度可以不變，加速度也可以不變 8．如圖所示，物體在恒力的作用下由A運動到B，這時突然使它所受的力反向而大小不變．在此力的作用下，關(guān)于物體以后的運動情況，下列說法正確的是(　　) A．物體可能沿著Ba運動 B．物體可能沿著Bb運動 C．物體可能沿著Bc運動 D．物體可能沿著BA運動 9．“神舟”十號飛船于2013年6月11日發(fā)射升空，如圖所示，在“神舟”十號靠近軌道沿曲線從M點到N點的飛行過程中，速度逐漸減?。诖诉^程中“神舟”十號所受合力的方向可能是(　　) 10．關(guān)于向心力的說法中，正確的是(　　) A．物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力 B．向心力不改變圓周運動物體的速度 C．做勻速圓周運動的物體其向心力即為其所受的合外力 D．做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的 二、單項選擇題Ⅱ：本大題共10小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 11．一個電鐘的秒針角速度為(　　) A．π rad/s　　 B．2π rad/s C． rad/s D． rad/s 12.如圖所示，汽車以速度v通過一弧形的拱橋頂端時，關(guān)于汽車受力的說法中正確的是(　　) 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與支持力的合力，方向指向圓心 C．汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用 D．以上說法均不正確 13.如圖所示，圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，角速度為4 rad/s，盤面上距離圓盤中心0.1 m的位置有一個質(zhì)量為0.1 kg的小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動．則小物體做勻速圓周運動的向心力大小為(　　) A．0.4 N B．0.04 N C．1.6 N D．0.16 N 14．關(guān)于做勻速圓周運動物體的線速度的大小和方向，下列說法中正確的是(　　) A．大小不變，方向也不變 B．大小不斷改變，方向不變 C．大小不變，方向不斷改變 D．大小不斷改變，方向也不斷改變 15．下面說法中正確的是(　　) A．物體在恒力作用下不可能做曲線運動 B．物體在恒力作用下有可能做圓周運動 C．物體所受的力始終不與速度垂直，則一定不做圓周運動 D．物體在變力作用下有可能做曲線運動 16．(2015年6月廣東學(xué)業(yè)水平考試)衛(wèi)星繞地球的運行可視為勻速圓周運動，離地球越遠的衛(wèi)星(　　) A．周期越大 B．角速度越大 C．線速度越大 D．向心加速度越大 17．下列關(guān)于向心加速度的說法中，正確的是(　　) A．向心加速度的方向始終與速度的方向垂直 B．向心加速度的方向可能與速度方向不垂直 C．向心加速度的方向保持不變 D．向心加速度的方向與速度的方向平行 18．關(guān)于勻速圓周運動的物體下列說法正確的是(　　) A．速度不變 B．加速度不變 C．合外力不變 D．是變速曲線運動 19．汽車行駛中和離心運動有關(guān)的是 (　　) A．汽車開進泥坑里輪胎打滑 B．汽車通過圓形拱橋 C．汽車直線行駛時與其他車輛發(fā)生碰撞 D．汽車在轉(zhuǎn)彎時由于速度太快導(dǎo)致翻車 20．靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是(　　) A．它們的運動周期都是相同的 B．它們的線速度都是相同的 C．它們的線速度大小都是相同的 D．它們的角速度是不同的 三、多項選擇題：本大題共4小題，在每小題列出的四個選項中，至少有2個選項是符合題目要求的． 21．如圖所示，繩子的一端固定在O點，另一端拴一重物在水平面上做勻速圓周運動(　　) A．轉(zhuǎn)速相同時，繩長的容易斷 B．周期相同時，繩短的容易斷 C．線速度大小相等時，繩短的容易斷 D．線速度大小相等時，繩長的容易斷 22．如圖所示，用長為L的細線拴一個質(zhì)量為m的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細線與豎直方向間的夾角為θ，關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是(　　) A．小球受到重力、線的拉力和向心力三個力 B．向心力是細線的拉力和小球所受重力的合力 C．向心力等于細線對小球拉力的水平分量 D．向心力的大小等于mgtan θ 23．(2012年1月廣東學(xué)業(yè)水平考試)一架做飛行表演的飛機，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動．若已知飛機飛行軌跡的半徑為3 000 m，飛行的線速度為150 m/s，可以求出的有(　　) A．飛機的角速度 B．飛機的向心力 C．飛機運動的周期 D．飛機的向心加速度 24．關(guān)于勻速圓周運動，下列說法中正確的是(　　) A．勻速圓周運動是勻速率圓周運動 B．勻速圓周運動是向心力恒定的運動 C．勻速圓周運動是加速度的方向始終指向圓心的運動 D．勻速圓周運動是變加速運動 考題導(dǎo)練核心歸納 考點1 1．C　2.C　3.B　4.D 5．【解析】選C.皮帶連接的輪上任意兩點的線速度大小是相同的，由于v＝＝2πfr＝ωr，a＝＝ω2r，而半徑不同，則角速度不同，周期不同，向心加速度大小不同． 6．【解析】選B.秒針、分針、時針的周期不同，時針周期最大，秒針周期最小，由于ω＝可得時針角速度最小，秒針角速度最大，則A錯B對．秒針上A、B的角速度一樣，由于v＝ωr得，A、B的半徑不同，所以線速度不相等，由于a＝ω2r，所以加速度不相等，則C、D均錯誤． 7．【解析】選C.兩座塔均繞地軸轉(zhuǎn)動，它們的角速度、周期相同；而它們的軌道半徑不同，由v＝rω和a＝rω2可知，它們的線速度、加速度不同．故C正確． 考點2 1．B 2．【解析】選B.汽車過橋面頂點時，重力與支持力的合力提供向心力：mg－N＝m，可以求出N＝9 000 N，汽車對橋面頂點的壓力與所受的支持力是一對作用力與反作用力，大小相等，則汽車過橋面頂點時對橋面的壓力是9 000 N. 3．【解析】選D.受力分析得mgtan α＝m，得最大速度v＝，根據(jù)題意速度應(yīng)該小于或者等于最大速度，選D. 4．【解析】選C.兩者的角速度一樣，由F＝mω2r可分析出，C正確． 5．【解析】選D.座椅對人的支持力N＝F，在最低點需要向心力，大小為N－G，則F>G. 考點3 1．C　2.A　3.A 學(xué)業(yè)達標(biāo)實戰(zhàn)演練 一、 單項選擇題Ⅰ 1．D 2．【解析】選B.平衡狀態(tài)指的是靜止或勻速直線運動狀態(tài)．勻速圓周運動是變速運動，且加速度的方向不斷變化，故A、C、D錯誤． 3．【解析】選B.P、Q做勻速圓周運動，共軸轉(zhuǎn)動，兩者的角速度相等，Q的半徑大，則Q的線速度也大． 4．【解析】選A.曲線運動的速度方向一直改變，屬于變速運動，A對C錯．勻速圓周運動的速度大小不變，方向時刻變化，B、D錯． 5．【解析】選C.勻速圓周運動的線速度大小不變，但是方向隨時在變，所以它是變速運動．由于勻速圓周運動的加速度方向不斷變化，所以它不是勻變速運動． 6．【解析】選D.ABC都是防止產(chǎn)生離心運動的，只有D是利用離心現(xiàn)象的． 7．【解析】選B.由勻速圓周運動和平拋運動，易知速度一定在不斷地改變，加速度可以不變． 8．【解析】選C.AB段受力方向應(yīng)該指向曲線凹側(cè)，之后力方向反向，曲線應(yīng)該往力的方向彎曲． 9．【解析】選C.力應(yīng)該指向曲線的凹側(cè)，A、D錯誤．M到N過程中，速度減小，說明力與速度方向成鈍角，選C. 10．【解析】選C.向心力是按效果命名的力，不是單獨產(chǎn)生的，A錯．向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，B錯．勻速圓周運動的物體其向心力即為其所受的合外力，C對．向心力要一直跟速度方向垂直，所以向心力是變力． 二、單項選擇題Ⅱ 11．【解析】選D.秒針轉(zhuǎn)一周用的時間是60 s，ω＝ rad/s＝ rad/s.D正確． 12．【解析】選B.汽車的向心力是它所受的重力與支持力的合力，方向指向圓心，尋找向心力要從半徑方向看，而且受力分析，不能出現(xiàn)向心力，向心力是效果力． 13．【解析】選D.根據(jù)公式F＝mω2r可知D正確． 14．【解析】選C.做勻速圓周運動物體的線速度大小不變，但是方向隨時在變化，C正確． 15．【解析】選D.平拋運動是恒力作用下做的曲線運動，A錯．圓周運動的加速度方向時刻改變，所以物體在恒力作用下不可能做圓周運動，B錯．豎直面內(nèi)的圓周運動或者單擺，物體所受的力始終不與速度垂直，C錯．勻速圓周運動就是在變力作用下的曲線運動，D對． 16．A 17．【解析】選A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直，指向圓心，A正確． 18．【解析】選D.勻速圓周運動的速度、加速度、合外力方向一直在改變，ABC錯．速度一直改變，軌跡是曲線，屬于變速曲線運動，D對． 19．【解析】選D.易知D選項屬于離心現(xiàn)象． 20．【解析】選A.地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所有地球上各點的周期及角速度都是相同的，地球表面物體做圓周運動的平面是物體所在緯度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上．不同緯度處物體做圓周運動的半徑是不同的，只有同一緯度處的物體轉(zhuǎn)動半徑相等，線速度的大小才相等，但即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同． 三、多項選擇題 21．【解析】選AC.由公式F＝ma＝m＝mω2r＝mr＝4π2mf2r，可分析知AC正確． 22．【解析】選BCD.向心力是細線的拉力和小球所受重力的合力，小球受到重力、線的拉力兩個力． 23．【解析】選ACD.題目已知線速度v，半徑r，由于ω＝，可知A對，由T＝，知C對，由a＝，知D對，向心力求解還缺質(zhì)量，故求不出． 24．【解析】選ACD.力是矢量，勻速圓周運動的向心力大小不變，但方向隨時變化，不是恒定的．只有B不正確．