2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版必修第二册）专题6.3 变速圆周运动（原卷版）.pdf

专题6.3变速圆周运动

【人教版】

【题型1绳模型】

【题型2类绳模型】

【题型3杆模型】

【题型4类杆模型】

【题型5对比问题】

【题型6综合问题】

【题型1绳模型】

【例1】图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，

绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止

转动，则()

A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动

B．在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大

C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

2

D．绳b未被烧断时，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力为mωlb

【变式1-1】物体做圆周运动时所需的向心力F由物体运动情况决定，合力提供的向心力F

需

由物体受力情况决定．若某时刻F＝F，则物体能做圆周运动；若FF，物体将做离

供需供需供

心运动；若FF，物体将做近心运动．现有一根长L＝1m的刚性轻绳，其一端固定于O

需供

点，另一端系着质量m＝0.5kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此

2

时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s，则：

(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？

(2)在小球以速度v＝4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？

1

(3)在小球以速度＝1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳

v2

子再次伸直时所经历的时间．

【变式1-2】质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列

说法正确的是()

A．秋千对小明的作用力小于mg

B．秋千对小明的作用力大于mg

C．小明的速度为零，所受合力为零

D．小明的加速度为零，所受合力为零

【变式1-3】长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高

的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。今使小球在竖直平面内以

A、B连线为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小

球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小均为()

A.3mgB.23mg

43mg

C.3mgD.

3

【题型2类绳模型】

【例2】无缝钢管的制作原理如图所示竖直平面内管状模型置于两个支承轮上支承轮转动,,,

时通过摩擦力带动管状模型转动铁水注入管状模型后由于离心作用铁水紧紧地覆盖在模,,,

,.R,()

型的内壁上冷却后就得到无缝钢管已知管状模型内壁半径则下列说法正确的是

A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上

B.模型各个方向上受到的铁水的作用力大小相同

C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁此时仅重力提供向心力,

g

D.ω

管状模型转动的角速度最大为