高考物理生活中的圆周运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案).docx

高考物理生活中的圆周运动解题技巧及经典题型及练习题 ( 含答案 )

一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动

1． 如图所示，光滑轨道 CDEF 是一 “过山车 ”的简化模型，最低点 D 处入、出口不重合，

E 点是半径为 R 0.32m 的竖直圆轨道的最高点， D

F 部分水平，末端 F 点与其右侧的水

平传送带平滑连接，传送带以速率

v=1m/s

逆时针匀速转动，水平部分长度

L=1m ．物块

B

静止在水平面的最右端

F

处．质量为

m A

1kg 的物块 A 从轨道上某点由静止释放，恰好

通过竖直圆轨道最高点

E ，然后与

B 发生碰撞并粘在一起．若

B 的质量是

A 的 k 倍，

A 、B

与传送带的动摩擦因数都为

0.2 ，物块均可视为质点，物块

A 与物块

B 的碰撞时间极

短，取

g

10m / s 2 ．求：

（ 1）当 k 3 时物块 A 、B 碰撞过程中产生的内能；

（ 2）当 k=3 时物块 A 、B 在传送带上向右滑行的最远距离；

（3

）讨论 k 在不同数值范围时， A B

W

的表达式．

、碰撞后传送带对它们所做的功

【答案】 （1） 6J （ 2） 0.25m （ 3） ① W

2 k 1 J ② W

k 2

2k 15

2 k

1

【解析】

（1）设物块 A 在 E 的速度为 v 0 ，由牛顿第二定律得：

m A g m A v 02 ①，

R

设碰撞前 A 的速度为 v 1 ．由机械能守恒定律得：

2m A gR

1

m A v 02

1

m A v 12 ② ，

2

2

联立并代入数据解得：

v 1 4m / s ③ ；

设碰撞后 A 、B 速度为 v 2 ，且设向右为正方向，由动量守恒定律得

m A v 1 m A m 2 v 2 ④；

解得： v 2

m A v 1

1 4 1m / s ⑤ ；

m A m B

3

1

由能量转化与守恒定律可得：

Q

1

m A v 1

2

1

m A m B v 22 ⑥，代入数据解得 Q=6J ⑦ ；

2

2

（ 2）设物块 AB 在传送带上向右滑行的最远距离为s ，

由动能定理得：

m A m B gs

1

m A m B v 22 ⑧，代入数据解得 s 0.25m ⑨ ；

2

（3）由④式可知：v2m A v14

m / s ⑩；

m A m B1k （i ）如果 A、 B 能从传送带右侧离开，必须满足1

m A m B v22m A m B gL ，2

解得： k＜ 1，传送带对它们所做的功为：W m A m B gL 2 k1 J；

（ii ）（ I）当v2v 时有：k 3 ，即AB返回到传送带左端时速度仍为v2；

由动能定理可知，这个过程传送带对AB 所做的功为： W=0J，

（II）当0 k时， AB 沿传送带向右减速到速度为零，再向左加速，

当速度与传送带速度相等时与传送带一起匀速运动到传送带的左侧．

在这个过程中传送带对AB 所做的功为W1m A m B v21m A m B v22，

22

k 22k15

；

解得 W

k1

2

【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关

键，应用牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理即可解题；解题时注意讨论，否则会漏

解． A 恰好通过最高点E，由牛顿第二定律求出 A 通过 E 时的速度，由机械能守恒定律求

出 A 与 B 碰撞前的速度，A、B 碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律

求出碰撞过程产生的内能，应用动能定理求出向右滑行的最大距离．根据A、B 速度与传送带速度间的关系分析AB 的运动过程，根据运动过程应用动能定理求出传送带所做的

功．

2．如图所示，竖直平面内有一光滑的直角细杆MON ，其中 ON 水平， OM 竖直，两个小物块 A 和 B 分别套在 OM 和 ON 杆上，连接 AB 的轻绳长为 L=0.5m，．现将直角杆 MON 绕过 OM 的轴 O1O2缓慢地转动起来．已知 A 的质量为 m1=2kg，重力加速度 g 取 10m/s 2。

（1）当轻绳与 OM 的夹角θ=37°时，求轻绳上张力 F。

（2）当轻绳与 OM 的夹角θ=37°时，求物块 B 的动能 E kB。

（3）若缓慢增大直角杆转速，使轻绳与 OM 的夹角θ由 37°缓慢增加到 53°，求这个过程中

直角杆对 A 和 B 做的功 W A、 W B。

【答案】（ 1）F25N（ 2）E 2.25J （） W0 ，61

kB A W B J

3

12【解析】

【详解】

（1）因 A 始终处于平衡状态，所以对

A 有

F cos

m 1 g

得 F 25N

（2）设 B 质量为 m 2 、速度为 v 、做圆周运动的半径为

r ，对 B 有

v 2

F sin

m

2 r

r L sin

E

kB

1 m 2v 2

2

得

E kB

m 1gL sin 2

2cos

E

kB

2.25J

（3）因杆对 A 的作用力垂直于 A 的位移，所以 W A

由（ 2）中的 m 1gL sin 2

53 时， B 的动能为 E kB

16 E kB

知，当

J

2cos

3

杆对 B 做的功等于 A 、 B 组成的系统机械能的增量，故 W B E kB E kB m 1 gh ①

其中 h L cos37 L cos53 ② 得 W B

61

J

12

3． 某工厂在竖直平面内安装了如图所示的传送装置，圆心为

O 的光滑圆弧轨道

AB 与足够

长倾斜传送带

BC 在 B 处相切且平滑连接，

OA 连线水平、 OB 连线与竖直线的夹角为

37

，圆弧的半径为

R 1.0m

，在某次调试中传送带以速度

v 2 m/s 顺时针转动，

现将质量为 m 1 3 kg 的物块 P （可视为质点）从

A 点位置静止释放，经圆弧轨道冲上传送

带，当物块 P 刚好到达 B 点时，在 C 点附近某一位置轻轻地释放一个质量为 m 2 1kg 的

物块 Q 在传送带上，经时间

t 1.2s 后与物块 P 相遇并发生碰撞，碰撞后粘合在一起成为

粘合体 A．已知物块 P、Q、粘合体 S 与传送带间的动摩擦因数均为0.5 ，重力加速度2

0.6 ， cos37 0.8 ．试求：

g 10m/s ，sin37

（1）物块 P 在 B 点的速度大小；

（2）传送带 BC两端距离的最小值；

（3）粘合体回到圆弧轨道上 B 点时对轨道的压力．

【答案】（1） 4m/s （2） 3.04m（ 3） 59.04N ，方向沿OB 向下。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由 A 到 B，对物块 P 由动能定理有

m1gR cos1m1v12

2

可得物块 P 在 B 点的速度大小

v12gRcos4m/s

（2）因 v B>v，物块 P 在传送带上减速，受到向下的摩擦力，由牛顿第二定律有

m1 g sin m1g cos m1a1

可得物块P 的加速度大小

a 1=10m/s2

减速至 v 的时间

t1v v1

0.2s

a1

运动位移

x1v2v12

0.6m

2a1

因 x1

m1 g sin m1g cosm1a2

可得物块P 的加速度大小

a1=2m/s 2

减速至 0 的时间

t2v

1s a2

因 t 2=t-t 1，说明物块 P 刚好减速到零时与物块Q 相遇发生碰撞物块 P 第二段减速的位移大小

v2

x21m

2a2

对物体 Q

m2 g sin m2 g cos m2 a3

可得其加速度

a3=2m/s 2

下滑的位移

x31a3t 2 1.44m

2

BC 的最小距离

L=x1+x2+x3=3.04m

（3）碰撞前物体Q 的速度

v2=a3t =2.4m/s

物体 P 和 Q 碰撞

m2v2=（ m1+m2）v3

可得碰撞后速度

v3=0.6m/s

碰撞后粘合体以加速度a3向下加速运动，到圆弧上的 B 点的过程，有

2a3 x1x2＝v42 - v32

可得粘合体在 B 点的速度

v4=2.6m/s

在 B 点由牛顿第二定律有

v42

F m1m2 gcos ＝ m1m2

R

可得轨道对粘合体的支持力

F=59.04N

由牛顿第三定律得：粘合体S 对轨道的压力F′=59.04N，方向沿OB 向下。

4．如图所示，半径为 r 的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧贴在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

【答案】

g

r

【解析】

要使 A 不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，有f＝ mg

当摩擦力正好等于最大静摩擦力时，圆筒转动的角速度ω 取最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式，得N m 2r

而 f= N

解得圆筒转动的角速度最小值为

g 综上所述本题答案是：

r g r

点睛：解本题要明确物块刚好不下滑的条件是什么，然后结合受力求解角速度的大小．

5．如图所示为某款弹射游戏示意图,光滑水平台面上固定发射器、竖直光滑圆轨道和粗糙

斜面 AB ,竖直面 BC 和竖直靶板 MN ．通过轻质拉杆将发射器的弹簧压缩一定距离后释放,

,,

从 A 点沿斜面

滑块从 O 点弹出并从 E 点进人圆轨道绕转一周后继续在平直轨道上前进

AB 向上运动,滑块从B点射向靶板目标(滑块从水平面滑上斜面时不计能量损失)．已知滑块质量 m 5g ,斜面倾角37 ,斜面长 L 25cm ,滑块与斜面 AB 之间的动摩擦因数

0.5 ,竖直面BC与靶板MN间距离为 d ,B点离靶板上10环中心点P的竖直距离

h 20cm ,忽略空气阻力,滑块可视为质点．已知sin37 0.6,cos370.8 ,取g10m / s2,求:

(1)若要使滑块恰好能够到达 B 点,则圆轨道允许的最大半径为多大?

(2)在另一次弹射中发现滑块恰能水平击中靶板上的P 点,则此次滑块被弹射前弹簧被压缩到

最短时的弹性势能为多大 ? (结果保留三位有效数字 )

(3)若MN板可沿水平方向左右移动靠近或远高斜面,以保证滑块从B点出射后均能水平击

中靶板．以 B 点为坐标原点,建立水平竖直坐标系(如图 ) ,则滑块水平击中靶板位置坐标

x, y 应满足什么条件?

【答案】 (1) R 0.1m (2) E p 4.03 102J(3)y3，或 y 3

x ，或 x8 y

x883【解析】

【详解】

（1）设圆轨道允许的半径最大值为 R 在圆轨道最高点：

mg

要使滑块恰好能到达

B 点，即：

mv 2

R

v B

从圆轨道最高点至

B 点的过程：

mgL sin2mgR

mgL cos0 1 mv 2

2

代入数据可得

R 0.1m

（2）滑块恰能水平击中靶板上的

P 点， B 到 P 运动的逆过程为平抛运动

从 P 到 B ：

t

2h g

v y gt

v 3 sin

v y

代入数据可得：

v B

10

m/s

3

从弹射至点的过程：

Ep mgL sin

mgL cos

1

mv B 2 0

2

代入数据可得：

Ep 4.03 10 2 J

（3）同理根据平抛规律可知：

y

1

tan37 x 2

即

y 3 x 8

3

或 y

x

8

或 x

8

y 3

6． 如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板

O 点，挂一根

=3 m 的细绳，绳的下端挂一个质量

L

m 为 0.5 kg 的小球，已知绳能承受的最大拉力为 10 N. 小球在水平面内做圆周运动，当速

度逐渐增大到绳断裂后，小球以v=9m/s的速度落在墙边.

求这个圆柱形房屋的高度H和半径 R.（g 取10 m/s2）

【答案】 3.3m 4.8m

【解析】

整体分析：设绳与竖直方向夹角为θ，则通过重力与拉力的关系求出夹角θ，小球在绳子断开后做平抛运动，根据竖直方向做自由落体运动求出下落的高度，根据几何关系即可求

得 H，根据向心力公式求出绳断时的速度，进而求出水平位移，再根据几何关系可求R．（1）如图所示，选小球为研究对象，设绳刚要断裂时细绳的拉力大小为T，绳

与竖直方向夹角为θ，则在竖直方向有：T cosθ-mg=0，

mg0.5 101解得： cos

10，故θ=60 °

T2

那么球做圆周运动的半径为：r L sin 6003 3 m 3 3 m

22 OO′间的距离为：OO′=Lcos60°=1.5m ，

则O′O″间的距离为 O′O″=H-OO=H-1.5m ．

根据牛顿第二定律：T sin m v A2

r

联立以上并代入数据解得：v A 3 5m / s

设在 A 点绳断，细绳断裂后小球做平抛运动，落在墙边 C 处．

设 A 点在地面上的投影为 B，如图所示．

222

由速度运动的合成可知落地速度为：v =v A+（gt ），

代入数据可得小球平抛运动的时间：t=0.6s

由平抛运动的规律可知小球在竖直方向上的位移为：h1 1 gt21

10 0.62 1.8m

22

所以屋的高度为 H=h1+1.5m=3.3m

小球在水平方向上的位移为：x BC v A t 3 50.6m9 5 m

5

由图可知，圆柱形屋的半径为R2=r 2+(x BC)2

代入数据解得：R=4.8m

点睛：本题主要考查了平抛运动的基本公式及向心力公式的应用，同学们要理清运动过程，

并能画出小球运动的轨迹，尤其是落地时水平位移与两个半径间的关系，在结合几何关系

即可解题．

7．光滑水平面上放着质量m A=1kg 的物块 A 与质量 m B=2kg 的物块 B， A 与 B 均可视为质点， A 靠在竖直墙壁上，A、 B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与 A、 B 均不拴接 )，在 A、 B 间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，用手挡住 B 不动，此时弹簧弹性势能

E =49J。如图所示，放手后 B 向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后 B 冲上与水平面相P

切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m， B 恰能到达最高点 C取 g=10m/s 2，求 :

(1)B 落地点距 P 点的距离（墙与P 点的距离很远）

(2)绳拉断后瞬间 B 的速度 v B的大小

(3)绳拉断过程绳对 A 所做的功W．

【答案】 (1) S=1m (2) v B=5m/s(3) W=8J

【解析】

试题分析：（ 1）设 B 在绳被拉断后瞬间的速度为v B，到达 C 时的速度为 v C，有

（ 2 分）

（ 1 分）

c

s=v t （ 1 分）

解得 s= 1m （1 分）

（2）（ 3 分）

代入数据得 v B=5m/s （ 2 分）

（3）设弹簧恢复到自然长度时 B 的速度为 v1，有

（ 2 分）

设绳断后 A 的速度为v A，取水平向右为正方向，有

2分

2分

代入数据得W=8J （ 2 分）

考点：牛顿第二定律平抛运动机械能守恒动能定理动量守恒

8．如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称

为“魔力陀螺”．它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示．在竖直平面内固

定的强磁性圆轨道半径为R， A、 B 两点分别为轨道的最高点与最低点．质点沿轨道外侧做

完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O 且大小恒为F，当质点以速率

v gR 通过A点时，对轨道的压力为其重力的7 倍，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g．

(1)求质点的质量；

(2)质点能做完整的圆周运动过程中，若磁性引力大小恒定，试证明质点对A、B 两点的压力差为定值；

(3)若磁性引力大小恒为2F，为确保质点做完整的圆周运动，求质点通过 B 点最大速率．【答案】 (1) m F(2) N A'N B'6mg (3)v Bm13gR

7g

【解析】

【试题分析】对陀螺受力分析，分析最高点的向心力来源，根据向心力公式即可求解；在

最高点和最低点速度最大的临界条件是支持力为 0，根据向心力公式分别求出最高点和最低点

的最大速度．

(1)在 A 点 : F mg F A mv2

①R

根据牛顿第三定律 :F A'F A 7mg ②

由①②式联立得 : m

F

③7 g

(2)质点能完成圆周运动 ,在 A 点:根据牛顿第二定律: F ' mg N A mv A2

④R

根据牛顿第三定律 :N A'N A⑤

在 B 点 ,根据牛顿第二定律:

F '

mv B2

mg N B⑥

R

根据牛顿第三定律 :N B'N B⑦

从 A 点到 B 点过程 ,根据机械能守恒定律: mg2R 1

mv B2

1

mv A2⑧22

由④⑤⑥⑦⑧联立得: N A'N B'6mg 为定值，得到证明．

(3)在 B 点,根据牛顿第二定律 : 2F mg

mv B2 F B R

当 F B=0,质点速度最大 , v B v Bm

mv Bm2

⑨

2F mg

R

由③⑨⑩联立得 : v Bm13gR

【点睛】本题考查竖直平面内的圆周运动的情况，在解答的过程中正确分析得出小球经过

最高点和最低点的条件是解答的关键，正确写出向心力的表达式是解答的基础．

9．如图所示，在水平轨道右侧固定半径为R 的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ 段长度为，上面铺设特殊材料，小物块与其动摩擦因数为，轨道其它部分摩擦

不计。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于原长状态。可视为质点的质量

的小物块从轨道右侧 A 点以初速度冲上轨道，通过圆形轨道，水平轨道

后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回，取，求：

（1）弹簧获得的最大弹性势能；

（2）小物块被弹簧第一次弹回经过圆轨道最低点时的动能；

（3）当 R 满足什么条件时，小物块被弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动而不会脱离

轨道。

【答案】（1） 10.5J（ 2）3J（ 3） 0.3m≤R≤0.42m或 0≤R≤0.12m

【解析】

【详解】

（1）当弹簧被压缩到最短时，其弹性势能最大。从 A 到压缩弹簧至最短的过程中，由动

能定理得： - μmgl+W 弹＝ 0-mv02

由功能关系： W 弹 =-△E p =-E p

解得 E p=10.5J；

（2）小物块从开始运动到第一次被弹回圆形轨道最低点的过程中，由动能定理得

2

-2 μmgl＝ E k- mv0

解得 E k=3J；

（3）小物块第一次返回后进入圆形轨道的运动，有以下两种情况：

①小球能够绕圆轨道做完整的圆周运动，此时设小球最高点速度为v2，由动能定理得

-2 mgR＝ mv22- E k

小物块能够经过最高点的条件 m ≥mg，解得 R≤0.12m ②小物块不能够绕圆轨道做圆周

运动，为了不让其脱离轨道，小物块至多只能到达与圆心

等高的位置，即mv12≤mgR，解得 R≥ 0.3m；

设第一次自 A 点经过圆形轨道最高点时，速度为v1，由动能定理得：

-2 mgR＝ mv12- mv02

且需要满足m≥mg，解得R≤0.72m，

综合以上考虑，R 需要满足的条件为：0.3m≤R≤0.42m或 0≤R≤0.12m。

【点睛】

解决本题的关键是分析清楚小物块的运动情况，把握隐含的临界条件，运用动能定理时要

注意灵活选择研究的过程。

10．如图所示，水平传送带以5m/s恒定速率顺时针转动，一质量m=0.5kg的小物块轻轻放在传送带上的 A 点，随传送带运动到 B 点，小物块从 C 点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道（已知B、C 在同一竖直线上），之后沿CD 轨道作圆周运动，离开 D 点后水平抛出，已知圆弧半径R=0.9m，轨道最低点为D，D 点距水平面的高度h=0.8m，

（ g10m/s2，忽略空气阻力），试求：

(1)小物块刚进入圆轨道时速度的最小值；

(2)若要让小物块从 D 点水平抛出后能垂直碰击倾斜挡板底端 E 点，挡板固定放在水平面

上，已知挡板倾角θ=60°，传送带长度 AB=1.5m，求物块与传送带间的动摩擦因数μ。

【答案】(1) v c 3m/s

； (2)μ=0.4。

【解析】

【详解】

(1)对小物块，在 C 点能够做圆周运动，由牛顿运动定律可得mg m v c2，

R

则

v c gR ，即v

c3m / s

(2)小物块从 D 点抛出后，做平抛运动，则h 1 gt2

2

将小物块在 E 点的速度进行分解可得tan v D gt

对小物块，从 C 到 D 有：2mgR 1

mv D2

1

mv C2；22

由于

v D 23/

s

5 /

s

，小物块在传送带上一直加速，则从 A 到 B：v22as AB m m

其中的 a mg m

解得μ=0.4

高考物理圆周运动经典练习题

圆周运动 水平圆周运动 【例题】如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（Ｄ） A、物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 Ｂ、物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C、物体所受弹力和摩擦力都减小了 D、物体所受弹力增大,摩擦力不变 【例题】如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图．演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是（ B ) A.在a轨道上运动时角速度较大 B.在a轨道上运动时线速度较大 Ｃ.在ａ轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大 D．在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大 【例题】长为Ｌ的细线，拴一质量为ｍ的小球,一端固定于O点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示,当摆线Ｌ与竖直方向的夹角是α时,求： （1）线的拉力F；

(2)小球运动的线速度的大小; （３）小球运动的角速度及周期。 ★解析:做匀速圆周运动的小球受力如图所示,小球受重力mg 和绳子的拉力F 。因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心O １,且是水平方向。由平行四边形法则得小球受到的合力大小为mg ｔａｎα，线对小球的拉力大小为F ＝ｍg/cosα由牛顿第二定律得mgt ａnα=mv ２ ／r 由几何关系得r ＝Lsi ｎα 所以,小球做匀速圆周运动线速度的大小 为v = 小球运动的角速度 v r ω= == 小球运动的周期22T π==ω 点评:在解决匀速圆周运动的过程中,弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径是一个关键环节，同时不可忽视对解题结果进行动态分析,明确各变量之间的制约关系、变化趋势以及结果涉及物理量的决定因素。 1、竖直平面内： （1)、如图所示,没有物体支撑的小球,在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况: ①临界条件：小球达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力）刚好等于零,小球的重力提供其做圆周运动的向心力，即r mv mg 2 临界 = ?rg =临界υ（临界υ是小球通过最高点的最小速度， 即临界速度）。 ②能过最高点的条件：临界υυ≥。 此时小球对轨道有压力或绳对小球有拉 力

高考物理力与运动知识归纳

高考物理力与运动知识归纳 Ⅰ。力的种类:（13个性质力） 这些性质力是受力分析不可少的“受力分析的基础” 重力： G = mg (g 随高度、纬度、不同星球上不同) 弹簧的弹力：F= Kx 滑动摩擦力：F 滑= μN 静摩擦力： O ≤ f 静≤ f m 万有引力： F 引=G 2 2 1r m m 电场力： F 电=q E =q d u 库仑力： F =K 2 21r q q (真空中、点电荷) 磁场力：(1)、安培力：磁场对电流的作用力。 公式： F= BIL （B ⊥I ） 方向:左手定则 (2)、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。公式： f=BqV (B ⊥V) 方向:左手定则 分子力：分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快． 。 核力：只有相邻的核子之间才有核力，是一种短程强力。 Ⅱ。运动分类：（各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律．．．．．．．．．．．．．）是高中物理的重点、难点 ①匀速直线运动 F 合=0 V 0≠0 ②匀变速直线运动：初速为零，初速不为零， ③匀变速直、曲线运动(决于F 合与V 0的方向关系) 但 F 合= 恒力 ④只受重力作用下的几种运动：自由落体，竖直下抛，竖直上抛，平抛，斜抛等 ⑤圆周运动：竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点)；匀速圆周运动(关键搞清楚是向心力的来源) ⑥简谐运动：单摆运动，弹簧振子； ⑦波动及共振；分子热运动； ⑧类平抛运动; ⑨带电粒在电场力作用下的运动情况；带电粒子在f 洛作用下的匀速圆周运动 Ⅲ。物理解题的依据：（1）力的公式 （2） 各物理量的定义 （3）各种运动规律的公式 （4）物理中的定理、定律及数学几何关系 Ⅳ几类物理基础知识要点： 凡是性质力要知：施力物体和受力物体； 对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物； 状态量要搞清那一个时刻（或那个位置）的物理量； 过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的；（如冲量、功等） 如何判断物体作直、曲线运动；如何判断加减速运动；如何判断超重、失重现象。 Ⅴ。知识分类举要 1．力的合成与分解：求F 1、F 2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝θCOS F F F F 212 2212++ 合力的方向与F 1成α角： tan α= F F F 212sin cos θθ + 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 2.共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 ∑F =0 或∑F x =0 ∑F y =0 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形 [2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向 三力平衡：F 3=F 1 +F 2 摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ：a 、N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于G b 、μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围： O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明：a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。 b 、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 3.力的独立作用和运动的独立性 当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理。 一个物体同时参与两个或两个以上的运动时，其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响，物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加。 根据力的独立作用原理和运动的独立性原理，可以分解加速度，建立牛顿第二定律的分量式，常常能解决一些较复杂的问题。 1 A

物理生活中的圆周运动练习题含答案

物理生活中的圆周运动练习题含答案 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．如图，在竖直平面内，一半径为R 的光滑圆弧轨道ABC 和水平轨道PA 在A 点相切．BC 为圆弧轨道的直径．O 为圆心，OA 和OB 之间的夹角为α，sinα= 3 5 ，一质量为m 的小球沿水平轨道向右运动，经A 点沿圆弧轨道通过C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g ．求： （1）水平恒力的大小和小球到达C 点时速度的大小； （2）小球到达A 点时动量的大小； （3）小球从C 点落至水平轨道所用的时间． 【答案】（15gR （223m gR （3355R g 【解析】 试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力． 解析（1）设水平恒力的大小为F 0，小球到达C 点时所受合力的大小为F ．由力的合成法则有 tan F mg α=① 2220()F mg F =+② 设小球到达C 点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律得 2 v F m R =③ 由①②③式和题给数据得 03 4 F mg =④ 5gR v = （2）设小球到达A 点的速度大小为1v ，作CD PA ⊥，交PA 于D 点，由几何关系得 sin DA R α=⑥

(1cos CD R α=+）⑦ 由动能定理有 220111 22 mg CD F DA mv mv -?-?=-⑧ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A 点的动量大小为 1232 m gR p mv == ⑨ （3）小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g ．设小球在竖直方向的初速度为v ⊥，从C 点落至水平轨道上所用时间为t ．由运动学公式有 2 12 v t gt CD ⊥+ =⑩ sin v v α⊥= 由⑤⑦⑩ 式和题给数据得 355R t g = 点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新． 2．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k 的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O 上，另一端系一质量为m 的物体A ，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l ．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求： （1）盘的转速ω0多大时，物体A 开始滑动？ （2）当转速缓慢增大到2ω0时，A 仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x 是多少？ 【答案】（1） g l μ（2） 34mgl kl mg μμ- 【解析】 【分析】 （1）物体A 随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A 刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0． （2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x ． 【详解】 若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力．

高考物理一轮复习圆周运动专题训练(附答案)

高考物理一轮复习圆周运动专题训练（附答 案） 质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。以下是圆周运动专题训练，请考生认真练习。 1.(2019湖北省重点中学联考)由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是() A.P、Q两点的角速度大小相等 B.P、Q两点的线速度大小相等 C.P点的线速度比Q点的线速度大 D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用 2.(2019资阳诊断)水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径Rr=21。当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1，若改变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为，则() A.=Rr=21 B.=2 C.=1 D.=a1 3.自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，如图3所示。当自

行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aAaB∶aC等于() A.11∶8 B.41∶4 C.41∶32 D.12∶4 对点训练：水平面内的匀速圆周运动 4.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为() A. 2 B.4 C. 5 D.9 5.(多选)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() 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 6.(多选)(2019河南漯河二模)两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。设法让两个

(物理)生活中的圆周运动练习题含答案

（物理）生活中的圆周运动练习题含答案 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着A 、B 两个物块，转盘中心O 处固定一力传感器，它们之间用细线连接．已知1kg A B m m ==两组线长均为 0.25m L =．细线能承受的最大拉力均为8m F N =．A 与转盘间的动摩擦因数为 10.5μ=，B 与转盘间的动摩擦因数为20.1μ=，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，两物块和力传感器均视为质点，转盘静止时细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转 盘以不同的角速度勾速转动时，传感器上就会显示相应的读数F ，g 取2 10m/s ．求： （1）当AB 间细线的拉力为零时，物块B 能随转盘做匀速转动的最大角速度； （2）随着转盘角速度增加，OA 间细线刚好产生张力时转盘的角速度； （3）试通过计算写出传感器读数F 随转盘角速度ω变化的函数关系式，并在图乙的坐标系中作出2F ω-图象． 【答案】（1）12/rad s ω= （2）222/rad s ω= （3）22 52/m rad s ω= 【解析】 对于B ，由B 与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有： 2212B B m g m L μω=

代入数据计算得出：12/rad s ω= （2）随着转盘角速度增加，OA 间细线中刚好产生张力时，设AB 间细线产生的张力为 T ，有： 212A A m g T m L μω-= 2222B B T m g m L μω+= 代入数据计算得出：222/rad s ω= （3）①当2228/rad s ω≤时，0F = ②当2228/rad s ω≥，且AB 细线未拉断时，有： 21A A F m g T m L μω+-= 222B B T m g m L μω+= 8T N ≤ 所以：2 364 F ω= -；222228/18/rad s rad s ω≤≤ ③当218ω>时，细线AB 断了，此时A 受到的静摩擦力提供A 所需的向心力，则有： 21A A m g m w L μ≥ 所以：2222218/20/rad s rad s ω<≤时，0F = 当22220/rad s ω>时，有2 1A A F m g m L μω+= 8F N ≤ 所以：2 154 F ω= -；2222220/52/rad s rad s ω<≤ 若8m F F N ==时，角速度为：222 52/m rad s ω= 做出2F ω-的图象如图所示； 点睛：此题是水平转盘的圆周运动问题，解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解．

《生活中的圆周运动》教学设计方案

《生活中的圆周运动》教学设计方案 山西省大同市铁一中武丽芳 教材分析： 《生活中的圆周运动》这节课是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》必修2第五章《曲线运动》中的第七节，也是该章最后一节。 本节是圆周运动的应用课，内容丰富。教材中的每个例子的选择各有特点，具有代表性：火车的转弯用来分析水平面上的匀速圆周运动；拱形桥和凹形桥用来分析竖直面上的非匀速圆周运动；航天器中的失重现象研究圆周运动中的失重问题；离心运动则研究向心力不足时物体的运动趋势。教材对向心力的分析比较仔细，目的在于通过具体实例的分析，使学生加深对向心力的理解，正确认识向心力的来源，纠正错误的认识。教材对几个圆周运动实例的分析，体现着用牛顿第二定律分析向心力及圆周运动的力学问题的基本思路和方法，即先分析物体所受的力，找出向心力，然后根据牛顿第二定律列方程、解方程。这时牛顿第二定律反映的是向心力和向心加速度的关系。 教材安排： 本节内容安排2课时，这是第1课时的教学设计。主要讲解水平面的匀速圆周运动和竖直面的非匀速圆周运动。并在原有教材的基础上进行了适当扩展。学情分析： 在学习本节内容之前，学生已经学习了描述圆周运动的运动学物理量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力等知识，已经掌握了学习本节课必备的物理基础知识。圆周运动虽然是日常生活中的常见现象，但学生对此并没有深刻的了解，对圆周运动的认识感性的认识多，理性的认识少，不知道如何准确地、全面地分析这一运动现象。大多数学生对向心力的理解还不够透彻、准确，常常误认为向心力是一种特殊的力，是做圆周运动的物体另外受到的一个力。学生虽然已经能够熟练地应用牛顿第二定律分析直线运动问题，但应用牛顿第二定律分析圆周运动还是第一次，比较陌生，不习惯，不适应。另外，高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高，对于物理学科特定的研究方法和分析方法有了一定的了解，但还不是非常的熟练，有待进一步地提高。 教学设计思路： 在教学中采用由实际生活中的例子引入教学问题，以提高学生的学习兴趣。学习完本节内容后，再拓展到生活中，了解桥梁的建筑，让学生期待用自己的知识为社会做贡献。 教学目标： （一）知识与技能目标： 1．会在具体问题中分析向心力的来源． 2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例．3．知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度． （二）过程与方法目标： 1．通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力．

生活中的圆周运动练习题

（第1题） 生活中的圆周运动 1．一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（ ） A ．a 处 B ．b 处 C ．c 处 D ．d 处 2．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的 43，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为（ ） A ．15 m/s B ．20 m/s C ．25 m/s D ．30 m/s 3．在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了（ ） A ．减轻火车轮子挤压外轨 B ．减轻火车轮子挤压内轨 C ．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力 D ．限制火车向外脱轨 4．铁路转弯处的圆弧半径为R ，内侧和外侧的高度差为h ，L 为两轨间的距离，且L >h ，如果列车转弯速率大于L Rgh /，则（ ） A ．外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B ．铁轨与轮缘间无挤压 C ．内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D ．内外铁轨与轮缘间均有挤压 5．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（ ） A ．减为原来的1/2倍 B ．减为原来的1/4倍 C ．增为原来的2倍 D ．增为原来的4倍 6．杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子到最高点时，里面水也不流出来，这是因为 ( ) A ．水处于失重状态，不受重力的作用了 B ．水受平衡力作用，合力为0 C ．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动 D ．杯子特殊，杯底对水有吸力 7．下列说法中，正确的是 ( ) A ．物体做离心运动时，将离圆心越来越远 B ．物体做离心运动时，其运动轨迹一定是直线 C ．做离心运动的物体，一定不受到外力的作用 D ．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动 8．乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（ ） A ．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来

人教版高中物理必修二生活中的圆周运动教案

5.7生活中的圆周运动 一、知识与技能 1．知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源． 2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例． 3．知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度． 二、过程与方法 1．通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力． 2．通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力． 3．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力．三、情感、态度与价值观 1．通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题．． 2．通过离心运动的应用和防止的实例分析．使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题． 3．养成良好的思维表述习惯和科学的价值观． 四、教学重点 1．理解向心力是一种效果力． 2．在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题． 五、教学难点 1．具体问题中向心力的来源． 2．关于对临界问题的讨论和分析． 3．对变速圆周运动的理解和处理．

例1、火车转弯问题 1．分析火车在平直轨道上匀速运动时受什么力？ 2．如果火车在水平面内转弯时情况又有何不同呢？。 3．火车转弯做的是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力，而平直路前行不需要．那么火车转弯时是如何获得向心力的? 4．高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压的后果会怎样? 如何解决这一实际问题?结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明． 5．运用刚才的分析进一步讨论：火车转弯时的速 度多大时才不至于对内外轨道产生相互挤压? 选择合适的弯道倾斜角度，使向心力仅由支持力 F N 和重力 G 的合力F 合提供： F 向= mv 02/r = F 合 = mgtan θ v 0= grtg 讨论：（1）当v= v 0 ，F 向=F 合 内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。 （2）当v > v 0 ，F 向>F 合 外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。 （3）当v < v 0 ，F 向

高中物理圆周运动典型例题解析1

圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法中，正确的是[ ] A ．小球过最高点时，绳子中张力可以为零 B ．小球过最高点时的最小速度为零 C ．小球刚好能过最高点时的速度是Rg D ．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析：像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动，通过最高点时有下列几种情况： (1)m g m v /R v 2当＝，即＝时，物体的重力恰好提供向心力，向心Rg 加速度恰好等于重力加速度，物体恰能过最高点继续沿圆周运动．这是能通过最高点的临界条件； (2)m g m v /R v 2当＞，即＜时，物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道，作抛体运动； (3)m g m v /R v m g 2当＜，即＞时，物体能通过最高点，这时有Rg ＋F ＝mv 2/R ，其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力．而值得一提的是：细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力，而不可能产生支撑力，因而小球过最高点时，细绳对小球的作用力不会与重力方向相反． 所以，正确选项为A 、C ． 点拨：这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题．当小球经越圆周最高点或最低点时，其重力和绳子拉力的合力提供向心力；当小球经越圆周的其它位置时，其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力． 【问题讨论】该题中，把拴小球的绳子换成细杆，则问题讨论的结果就大相径庭了．有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动，过最高点时：

(1)v (2)v (3)v 当＝时，支承物对小球既没有拉力，也没有支撑力； 当＞时，支承物对小球有指向圆心的拉力作用； 当＜时，支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用； Rg Rg Rg (4)当v ＝0时，支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ，这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动，能经越最高点的临界条件． 【例2】如图38－1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转，盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B ．现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处，并用不可伸长的轻绳相连．已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m ．试分析角速度ω从零逐渐增大，两球对轴保持相对静止过程中，A 、B 两球的受力情况如何变化？ 解析：由于ω从零开始逐渐增大，当ω较小时，A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力． A 球：m ω2r ＝f A ； B 球：m ω22r ＝f B ． 随ω增大，静摩擦力不断增大，直至ω＝ω1时将有f B ＝f m ，即m ω＝，ω＝．即从ω开始ω继续增加，绳上张力将出现．12m 112r f T f m r m /2 A 球：m ω2r ＝f A ＋T ；B 球：m ω22r ＝f m ＋T ． 由B 球可知：当角速度ω增至ω′时，绳上张力将增加△T ，△T ＝m ·2r(ω′2－ω2)．对于A 球应有m ·r(ω′2－ω2)＝△f A ＋△T ＝△f A ＋m ·2r(ω′2－ω2)． 可见△f A ＜0，即随ω的增大，A 球所受摩擦力将不断减小，直至f A ＝0

物理生活中的圆周运动练习题含答案及解析

物理生活中的圆周运动练习题含答案及解析 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求： （1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？ （2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？ 【答案】（1） g l μ （2） 3 4 mgl kl mg μ μ - 【解析】 【分析】 （1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0． （2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x． 【详解】 若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力． （1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有： μmg＝mlω02， 解得：ω0= g l μ 即当ω0＝ g l μ A开始滑动． （2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12， r=l+△x 解得： 3 4 mgl x kl mg μ μ - V＝ 【点睛】 当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．

生活中的圆周运动 优质课 教学设计

课堂教学设计表 课程名称物理设计者单位（学校）授课班级高一17班章节名称 5.7生活中的圆周运动学时 1 学习目标 课程标准： 能用牛顿第二定律分析圆周运动的向心力；了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。 本节（课）教学目标： 知识与技能： 1.巩固向心力和向心加速度的知识； 2.会在具体问题中分析向心力的来源； 3.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。 过程和方法： 1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高分析和解决问题的能力； 2.掌握分析圆周运动的方法。 情感态度和价值观： 1.通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生 产实践的意识； 2.通过一些事例，使学生初步建立严谨的科学态度和学习物理的责任感和 自豪感； 3.体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲。 学生特征 学生已经学习了匀速圆周运动、向心力、向心加速度的概念，对圆周运动有了比较清晰的认识，但学生对于向心力由谁来提供，还比较模糊，这样就不能进行知识迁移和解决实际问题。所以教学中通过多个实例分析说明向心力的来源是由性质力来提供的，让学生被动的接受知识变成主动的探索新知识，积极参与教学过程的每个环节，引导学生手脑并用，分析与综合相结合，以提高学生的探索研究和创新能力。

学习目标描述知识点 编号 学习 目标 具体描述语句 5.7-1 5.7-2 5.7-3 5.7-4 5.7-5 知识和能力 过程和方法 情感态度和 价值观 1．巩固向心力和向心加速度的知识； 2．会在具体问题中分析向心力的来源； 3．能定性分析火车外轨比内轨高的原因，能定量计算火车转弯的 设计速度； 4．能定量分析汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。 1．经历拐弯和过桥的实例分析，提高分析、解决问题能力，发展 交流与合作能力； 2．通过对几个圆周运动的实例分析，掌握用牛顿第二定律分析向 心力的方法。 1．通过深挖掘现实生活中易忽视的细节，发展学习兴趣； 2．假设自己是工程师，亲身体验利用物理知识解决现实问题所带 来的愉悦感； 3．发展将物理知识应用于生活和生产实践的意识，以及勇于探索 与日常生活有关的物理学问题的精神。 项目内容解决措施 教学重点用牛顿第二定律列方程 利用“教师引导+学生分析+课堂展示”让学生掌握方法。 教学难点在具体问题中分析向心力来 源。 分析汽车、火车转弯过程和汽车过桥问题， 总结出分析圆周运动的方法。

(完整word版)高中物理圆周运动优秀教案及教学设计

高中物理圆周运动优秀教案及教学设计 导语：教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后，通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动，提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。你知道生活中还有哪些圆周运动呢？以下是品才整理的，欢迎阅读参考！ 一、教材分析 《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第5节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后，接触到的又一个美丽的曲线运动，本节内容作为该章节的重要部分，主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念，为后继的学习打下一个良好的基础。 人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础，让学生得出感性认识，再通过理论分析总结出规律，从而形成理性认识。 教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后，通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动，提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。 二、教学目标 1.知识与技能 ①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线

速度的概念;理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。 ②理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=rω=2πr/T。 ③理解匀速圆周运动是变速运动。 ④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。 2.过程与方法 ①运用极限思维理解线速度的瞬时性和矢量性.掌握运用圆周运动的特点去分析有关问题。 ②体会有了线速度后，为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。 3.情感、态度与价值观 ①通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。 ②体会应用知识的乐趣，感受物理就在身边，激发学生学习的兴趣。 ③进行爱的教育。在与学生的交流中，表达关爱和赏识，如微笑着对学生说“非常好!”“你们真棒!”“分析得对!”让学生得到肯定和鼓励，心情愉快地学习。 三、教学重点、难点 1.重点

第一轮高考物理力和运动测试题

第二轮复习（高考物理·大纲版） 《力和运动提高检测题》 一、选择题（共8小题，每小题6分，计48分。不定项选择，全部选对的得6分，部分选对的得3分，选错或不选的得0分） 1．下列关于力的说法正确的是（） A．作用力和反作用力作用在同一物体上 B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 2.图1为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长 度相等，拉力分别为F A 、F B, 灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是( ) A. F A 一定小于G B.F A 与 F B 大小相等 C. F A 与 F B 是一对平衡力 D. F A 与 F B 大小之和等于G 图1 3.图2是某质点运动的速度图像,由图像得到的正确结果是( ) A.0～1s内的平均速度是2m/s B.0～2s内位移大小是3m C.0～1s内加速度大于2～4s内的加速度 D.0～1s内的运动方向与2～4s内的运动方向相反

图2 4.斜坡型的屋顶具有保温、节能、美观等优点,农村的平房大都采用这种屋顶,城市中的一些居民楼也进行了“平改坡”的改造,在进行这种斜坡型房顶的设计中,考虑到下雨时落至房顶的雨水要能尽快地淌离房顶,以减少屋顶漏水的可能.在如图3所示的四种情景中最符合上述要求的是( ) 图3 5.一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,若沿如图4所示方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则斜面体受到地面的摩擦力是( ) A.不受摩擦力 B．方向水平向右 C．方向水平向左 D．无法判断大小和方向 图4

完整版圆周运动教学设计

《圆周运动》教学设计 六盘水市第二实验中学卢毅 一、教材分析 本节课的教学内容为新人教版第五章第四节《圆周运动》，它是在学生学习了曲线运 动的规律和曲线运动的处理方法以及平抛运动后接触到的又一类曲线运动实例。本节作为该章的重要内容之一，主要向学生介绍了描述圆周运动快慢的几个物理量，匀速圆周运动的特点，在此基础上讨论这几个物理量之间的变化关系，为后续学习圆周运动打下良好的基础。 二、学情分析 通过前面的学习，学生已对曲线运动的条件、运动的合成和分解、曲线运动的处理方法、平抛运动的规律有了一定的了解和认识。在此基础上了，教师通过生活中的实例和实物，利用多媒体，引导学生分析讨论，使学生对圆周运动从感性认识到理性认识，得出相关概念和规律。在生活中学生已经接触到很多圆周运动实例，对其并不陌生，但学生对如何描述圆周运动快慢却是第一次接触，因此学生在对概念的表述不够准确，对问题的猜想不够合理，对规律的认识存在疑惑等。教师在教学中要善于利用教学资源，启发引导学生大胆猜想、合理推导、细心总结、敢于表达，这就能对圆周运动的认识有深度和广度。 三、设计思想 本节课结合我校学生的实际学习情况，对教材进行挖掘和思考，始终把学生放在学习主体的地位，让学生在思考、讨论交流中对描述圆周运动快慢形成初步的系统认识，让学生的思考和教师的引导形成共鸣。 本节课结合了曲线运动的规律及解决方法，利用生活中曲线运动实例（如钟表、转动的飞轮等）使学生建立起圆周运动的概念，在此基础上认识描述圆周运动快慢的相关物理量。总体设计思路如下：

提出问题：除了用线速度、角速度描述圆周运动快慢，能否用其它物理量描述圆周运动的快慢？学生 思考、讨论交流，教师引导分析，利用物体做圆周运动转过一圈所需要时间多少来描述圆周运动的快 慢，即周期。 一 四、教学目标 （一）、知识与技能 1、知道什么是圆周运动、匀速圆周运动。理解线速度、角速度、周期的概念，会用线速度角速度公式进行计算。 2、理解线速度、角速度、周期之间的关系，即v *r r。 3、理解匀速圆周运动是变速运动。 4、能利用圆周运动的线速度、角速度、周期的概念分析解决生活生产中的实际问题。 （二）、过程与方法 1、知道并理解运用比值定义法得出线速度概念，运用极限思想理解线速度的矢量性和瞬时性。 2、体会在利用线速度描述圆周运动快慢后，为什么还要学习角速度。能利用类比定义线速度概念的方法得出角速度概念。 （三）、情感、态度与价值观 1、通过极限思想的运用，体会物理与其他学科之间的联系，建立普遍联系的世界观。 2、体会物理知识来源于生活服务于生活的价值观，激发学生的学习兴趣。 3、通过教师与学生、学生与学生之间轻松融洽的讨论和交流，让学生感受快乐学习。 五、教学重点、教学难点 （一）、教学重点1、理解线速度、角速度、周期的概念2、掌握线速度、角速度、周期之间的关系（二）、教学难点1、理解线速度、角速度、周期的物理意义及引入这些概念的必要性。2、理解线速

最新高考物理专题复习：圆周运动精编版

2020年高考物理专题复习：圆周运动精编 版

专题4.2 圆周运动 【高频考点解读】 1.掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系. 2.理解向心力公式并能应用； 3.了解物体做离心运动的条件． 【热点题型】 题型一圆周运动的运动学问题 例1.如图4-3-3所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点( ) 图4-3-3 A．角速度之比ωA∶ωB＝2∶1 B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶ 2 C．线速度之比v A∶v B＝2∶1 D．线速度之比v A∶v B＝1∶ 2 【提分秘籍】 1．圆周运动各物理量间的关系

2．对公式v ＝ωr 的理解 当r 一定时，v 与ω成正比； 当ω一定时，v 与r 成正比； 当v 一定时，ω与r 成反比。 3．对a ＝v 2 r ＝ω2r 的理解 当v 一定时，a 与r 成反比； 当ω一定时，a 与r 成正比。 4．常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传动：如图4-3-1甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。 图4-3-1 (2)摩擦传动：如图4-3-2甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A ＝v B 。 图4-3-2 (3)同轴传动：如图乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA ＝ωB 。 【举一反三】 如图4-3-4所示，B 和C 是一组塔轮，即B 和C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B ∶R C ＝3∶2，A 轮的半径大小与C 轮相同，它与B 轮紧靠在一起，当A 轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B 轮也随之无滑动地转动起来。a 、b 、c 分别为三轮边缘的三个点，则a 、b 、c 三点在运动过程中的( )

(完整版)高中物理力与运动测试题

第四章章末检测 第四章力与运动 (时间：90分钟满分：100分) 一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分．) 1．对下列现象解释正确的是() A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因 B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小 C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒 D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故 2．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是() A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变 B．将物体质量减小一半，其他条件不变 C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变 3．物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始作用的瞬间，物体() A．立即产生加速度，但速度仍然为零B．立即同时产生加速度和速度 C．速度和加速度均为零D．立即产生速度，但加速度仍然为零4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是() A．此人对地板的压力大小为m(g＋a) B．此人对地板的压力大小为m(g－a) C．此人受到的重力大小为m(g＋a) D．此人受到的合力大小为m(g－a) 5. 图1 在小车中的悬线上挂一个小球，实验表明，当小球随小车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图1所示．若在小车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则关于小车的运动情况和物体M的受力情况，以下分析正确的是() A．小车一定向右做加速运动 B．小车一定向左做加速运动 C．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用处，还可能受到向左的摩擦力作用 6．穿梭机是一种游戏项目，可以锻炼人的胆量和意志．人坐在穿梭机上，在穿梭机加速下降的阶段(a

【物理】物理生活中的圆周运动试题类型及其解题技巧及解析

【物理】物理生活中的圆周运动试题类型及其解题技巧及解析 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1．已知某半径与地球相等的星球的第一宇宙速度是地球的 1 2 倍．地球表面的重力加速度为g ．在这个星球上用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O 上，小球绕悬点O 在竖直平面内做圆周运动．小球质量为m ，绳长为L ，悬点距地面高度为H ．小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S 求： (1)星球表面的重力加速度？ (2)细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？ (3)细线所能承受的最大拉力？ 【答案】(1)01=4g g 星 (2)0 024 g s v H L = -201[1]42()s T mg H L L =+ - 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由万有引力等于向心力可知2 2Mm v G m R R = 2Mm G mg R = 可得2 v g R = 则014 g g 星＝ （2）由平抛运动的规律：21 2 H L g t -= 星 0s v t = 解得0 024g s v H L = - （3）由牛顿定律，在最低点时：2 v T mg m L -星＝

解得：2 01142()s T mg H L L ??=+??-?? 【点睛】 本题考查了万有引力定律、圆周运动和平抛运动的综合，联系三个问题的物理量是重力加速度g 0；知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键． 2．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B 上，木板B 固定在水平地面上，一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧．一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径为R ，木板B 和圆形轨道总质量为12m ，重力加速度为g ，不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力．求： (1)子弹射入小球的过程中产生的内能； (2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力； (3)为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围． 【答案】(1)2038mv (2) 2 164mv mg R + (3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】 本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题． (1)子弹射入小球的过程，由动量守恒定律得：01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得：220111 422 Q mv mv =-? 代入数值解得：2038 Q mv = (2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律和向心力公式 得2 11(3)(3)m m v F m m g R +-+= 以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2 木板对水平面的压力的大小20 2164mv F mg R =+