【2021年高考一轮课程】物理 全国通用版 第10讲 圆周运动的规律及应用 教案

2021年高考一轮复习 第十讲 圆周运动的规律及应用 教材版本 全国通用 课时说明 120分钟 知识点 1.掌握描述圆周运动的各个物理量的关系 2. 会应用公式处理具体问题 复习目标 1．熟练掌握线速度、角速度、周期、转速和频率等物理量的公式及其各物理量的关系 2．知道常见的圆周运动模型向心力的来源，会求解向心力 3、会处理圆周运动的临界问题 复习重点 1.向心力各物理量的关系 2.处理具体的圆周运动的临界问题 复习难点 处理具体的圆周运动的临界问题 一、自我诊断 知己知彼 1．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，则(　 　)　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．角速度为0.5 rad/s B．转速为0.5 r/s C．轨迹半径为 m D．加速度大小为4π m/s2 【答案】BCD 【解析】角速度为ω＝＝π rad/s，A错误；转速为n＝＝0.5 r/s，B正确；半径r＝＝ m，C正确；向心加速度大小为an＝＝4π m/s2，D正确． 2．图1是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为(　　) 图1 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】因为要计算自行车前进的速度，即车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度的大小相等，据v＝rω可知：r1ω1＝r2ω2，已知ω1＝ω，则轮Ⅱ的角速度ω2＝ω，因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴，所以转动的角速度相等即ω3＝ω2，根据v＝rω可知，v3＝r3ω3＝＝. 3．如图2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(　　)． 图2 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 【答案】AC 【解析】绳子的拉力提供向心力，再根据向心力公式分析．设绳子的拉力为F，则F＝mω2r＝mv2/r，此外，T＝＝，所以，当转速n相同，即是周期或角速度相同时，绳长r越大，拉力F越大，绳子越容易断，选项A正确、B错误；当线速度v相同时，绳长r越小，拉力F越大，绳子越容易断，选项C正确、D错误． 4．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图3所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则(　　) 图3 A．该弯道的半径r＝ B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 【答案】ABD 【解析】火车转弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：mgtan θ＝m，解得：r＝，故A正确；根据牛顿第二定律有：mgtan θ＝m，解得：v＝，可知火车规定的行驶速度与质量无关，故B正确；当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故C错误，D正确． 5． 如图4所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v.若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是(　　)． 图4 A．受到的向心力为mg＋m B．受到的摩擦力为μm C．受到的摩擦力为μ D．受到的合力方向斜向左上方 【答案】CD 【解析】物体在最低点受竖直方向的合力Fy，方向向上，提供向心力，Fy＝m，A错误；而Fy＝FN－mg，得FN＝mg＋m，物体受滑动摩擦力Ff＝μFN＝μ，B错误、C正确；Ff水平向左，故物体受到的Ff与Fy的合力，斜向左上方，D正确． 二、温故知新 夯实基础 三、典例剖析 举一反三 考点一 描述圆周运动的物理量 （一）典例剖析 例1如图5所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不 ... ...