第3讲圆周运动的规律及其应用答案.doc

第3讲　圆周运动的规律及其应用 匀速圆周运动、角速度、线速度、向心 加速度　(考纲要求 ) 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动． (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：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心． 2．描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表： 定义、意义 公式、单位 线速度 描述圆周运动的物体运动快慢的物理量(v)是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 v＝＝ 单位：m/s 角速度 描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω)中学不研究其方向 ω＝＝单位：rad/s 周期和转速 周期是物体沿圆周运动一周的时间(T)转速是物体单位时间转过的圈数(n)，也叫频率(f) T＝ 单位：s n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz 向心加速度 描述速度方向变化快慢的物理量(a)方向指向圆心 a＝＝rω2 单位：m/s2 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)匀速圆周运动是速度不变的曲线运动．(　　) (2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比．(　　) (3)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比．(　　) (4)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度．(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 匀速圆周运动的向心力　(考纲要求 ) 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：F＝m＝mω2r＝mr＝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. 离心现象　(考纲要求 ) 1.定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动． 2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势． 图4－3－1 3．受力特点 当F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动； 当F＝0时，物体沿切线方向飞出； 当F＜mrω2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图4－3－1所示． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用．(　　) (2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动．(　　) (3)摩托车转弯时，如果超过一定速度，摩托车将发生滑动，这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用．(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 基 础 自 测 1．(多选)下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　)． A．线速度不变　 B．角速度不变 C．加速度为零　 D．周期不变 解析　匀速圆周运动的角速度是不变的，线速度的大小不变，但方向时刻变化，故匀速圆周运动的线速度是改变的，因而加速度不为零． 答案　BD 2．(多选)质点做匀速圆周运动，则(　　)． A．在任何相等的时间里，质点的位移都相同 B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等 C．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 D．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同 解析　由匀速圆周运动的定义知B、C正确；位移和平均速度是矢量，其方向不同，故A、D错． 答案　BC 3．(单选)下列关于离心现象的说法正确的是(　　)． A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动 C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动 D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动 解析　物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动，故A选项错；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力突然消失后，物体做匀速直线运动，故B、D选项错，C选项对． 答案　C 4．(单选)汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长，某国产轿车的车轮半径约为30 cm，当该型号轿车在高速公路上行驶时，驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车车轮的转速约为(　　)． A．1 000 r/s　 B．1 000 r/min C．1 000 r/h　 D．2 000 r/s 解析　车速v＝120 km/h＝2 km/min，由v＝2nπr可得n＝1