第六章 圆周运动 必备知识清单(共5份,含解析)高中物理人教版(2019)必修 第二册

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第六章 圆周运动 必备知识清单(共5份,含解析)高中物理人教版(2019)必修 第二册

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课时1 圆周运动
要点1 线速度
1.定义式:________.Δs是物体做圆周运动时,在一段______的时间Δt内通过的弧长.
2.描述做圆周运动的物体______的快慢.
3.线速度的方向为物体做圆周运动时该点的______方向.
4.匀速圆周运动是物体沿着圆周运动,并且线速度的  
的运动.
要点2 角速度
1.定义式:__________,是连接物体与圆心的半径转过的______与转过这一______所用时间的______.
2.描述物体绕圆心______的快慢.
3.单位:弧度每秒,符号是______.
要点3 周期
1.周期T
周期是做匀速圆周运动的物体运动一周所用的______,单位是______.
2.转速n
转速是物体转动的______与所用时间之比.单位是______________或____________.
3.周期和转速的关系
T=(n的单位为r/s)
4.周期和角速度的关系
T=________
要点4 线速度与角速度的关系
1.在圆周运动中,线速度的大小等于____________与______的乘积.
2.公式:v=______.
1.易错辨析
(1) 做匀速圆周运动的物体,相同时间内位移相同.(  )
(2) 物体做匀速圆周运动时在相等的时间内转过的角度相等.(  )
(3) 两物体做匀速圆周运动的周期相同,则角速度大小及转速都相同.(  )
(4) 当半径一定时,线速度与角速度成正比.(  )
(5) 做匀速圆周运动的物体,周期越大,角速度越小.(  )
(6) 因为ω=2πn,所以角速度ω与转速n成正比.(  )
2.关于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是(  )
A.因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等,所以线速度不变
B.如果物体在0.1 s内转过30°角,则角速度为300 rad/s
C.若半径r不变,则线速度与角速度成反比
D.若半径为r,周期为T,则线速度为v=
课时1 圆周运动
必背知识
要点1 1.v= 很短 2.运动 3.切线 4.大小处处相等
要点2 1.ω= 角度 角度 比值 2.转动 3.rad/s
要点3 1.时间 秒(s) 2.圈数 转每秒(r/s) 转每分(r/min) 4.
要点4 1.角速度大小 半径 2.ωr
基础内化
1.(1) × (2) √ (3) √ (4) √ (5) √ (6) √
2.D 解析:物体做匀速圆周运动时,线速度大小不变,方向沿圆周的切线方向,不断地改变,A错误;角速度为ω== rad/s= rad/s,B错误;线速度与角速度的关系为v=ωr,由该式可知,r不变时,v∝ω,C错误;由线速度的定义可得,在转动一周时有v=,D正确.课时2 向心力
要点1 向心力
1.定义
做匀速圆周运动的物体所受的合力指向______,这个指向______的力叫作向心力.
2.方向:沿着______指向______.
3.作用:只改变速度的______,不改变速度的______.
4.向心力是根据力的________命名的,是一种效果力.它由__________________________提供.
要点2 向心力的大小
1.表达式:Fn=m或Fn=________.
2.当线速度不变时,向心力与半径成反比;当________不变时,向心力与半径成正比.
要点3 变速圆周运动和一般的曲线运动
1.变速圆周运动的合力
变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,如图所示.
(1) 跟圆周相切的分力Ft
改变线速度的______.若与速度同向,则速度越来越大;若与速度反向,则速度________.
(2) 指向圆心的分力Fn
提供物体做圆周运动的______,改变线速度的______.
2.一般的曲线运动的处理方法
(1) 一般的曲线运动是运动轨迹既不是______,也不是______的曲线运动.
(2) 处理方法
可以把曲线分割为许多很短的小段,每一小段可以看成________的一部分,分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用______运动的分析方法来处理.
1.易错辨析
(1) 物体做圆周运动时受到了向心力作用.(  )
(2) 当物体受到的合外力大小不变,方向始终与线速度方向垂直且指向圆心时,物体做匀速圆周运动.(  )
(3) 圆周运动中指向圆心的合力等于向心力.(  )
(4) 圆周运动中,合外力等于向心力.(  )
2.下列关于向心力的说法中正确的是(  )
A.物体由于做圆周运动产生了一个向心力
B.做匀速圆周运动的物体的向心力为其所受的合外力
C.做匀速圆周运动的物体的向心力不变
D.向心力不可能是摩擦力
课时2 向心力
必背知识
要点1 1.圆心 圆心 2.半径 圆心 3.方向 大小 4.作用效果 某个力或者几个力的合力
要点2 1.mω2r 2.角速度
要点3 1.大小 越来越小 向心力 方向 2.直线 圆周 圆周运动 圆周
基础内化
1.(1) × (2) √ (3) √ (4) ×
2.B 解析:物体由于具有向心力,所以做圆周运动,A错误;做匀速圆周运动的物体的向心力为其所受的合外力,B正确;做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变,方向时刻改变,C错误;车辆在水平路面拐弯时,摩擦力提供向心力,D错误.课时3 向心加速度
要点1 匀速圆周运动的加速度
1.定义:做匀速圆周运动的物体的加速度指向______,这个加速度叫作向心加速度.
2.描述匀速圆周运动线速度方向变化的快慢.
3.向心加速度改变速度的______,对速度的______无影响.
4.方向:沿着圆周运动的半径指向圆心,与运动方向______.
5.大小:an==______=·r=______.
要点2 圆周运动的性质及其加速度
1.an的方向是时刻改变的,所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变,圆周运动是非匀变速曲线运动.
2.做变速圆周运动的物体加速度一般情况下不指向圆心,该加速度有两个分量,一是向心加速度,二是______加速度.
1.易错辨析
(1) 圆周运动的加速度一定指向圆心.(  )
(2) 向心加速度的方向始终与速度方向垂直.(  )
(3) 向心加速度越大,线速度方向改变得越快.(  )
(4) 匀速圆周运动的向心加速度的方向指向圆心,大小不变.(  )
(5) 由a=r知,向心加速度a与半径r成正比.(  )
2.关于北京和广州两地随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是(  )
A.它们的方向都沿半径指向地心
B.它们的方向都平行于赤道的平面指向地轴
C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D.北京的向心加速度与广州的向心加速度相等
课时3 向心加速度
必背知识
要点1 1.圆心 3.方向 大小 4.垂直 5.ω2r ωv
要点2 切向
基础内化
1.(1) × (2) √ (3) √ (4) √ (5) ×
2.B 解析:它们的方向都平行于赤道的平面指向地轴,都垂直指向地轴,A错误,B正确;纬度越高离地轴越近,北京所在位置纬度高于广州,两者的角速度相等,故根据a=ω2r可知,北京的向心加速度比广州的向心加速度小,C、D错误.课时4 生活中的圆周运动
要点1 火车转弯
1.如果铁路弯道的内外轨一样高,火车转弯时,由_________________提供向心力,由于质量很大,因此向心力很________,可能使火车侧翻.
2.铁路弯道的特点
(1) 弯道处外轨________内轨.
(2) 火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道的________.支持力与重力的合力沿水平方向指向________.
(3) 在修筑铁路时,应根据弯道的________和________,选择内外轨的高度差,使转弯时的向心力几乎完全由重力G和弹力FN的合力来提供.
要点2 汽车过拱形或凹形路面
汽车过拱形路面 汽车过凹形路面
受力分析
向心力 Fn=________=m Fn=________=m
对路面 的压力 F'N=______ F'N=______
说明 汽车对路面的压力小于汽车的重力,汽车速度越大,对路面的压力______ 汽车对路面的压力大于汽车的重力,汽车速度越大,对路面的压力______
要点3 航天器中的失重现象
1.向心力分析:宇航员受到的地球______与座舱对他的________的合力提供向心力,由牛顿第二定律得________=m,所以FN=________.
2.完全失重状态:当v=______时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员处于________状态.
要点4 离心运动
1.定义:做圆周运动的物体沿切线飞出或做________圆心的运动,这样的运动叫离心运动.
2.原因:向心力突然________或合力____________________.
3.离心运动的利用和防止
(1) 利用:离心干燥器、洗衣机的________、离心制管、分离血浆和红细胞的离心机.
(2) 防止:汽车转弯时,若车辆超过某一速度,______________不足以提供向心力,汽车会做离心运动.高速转动的砂轮、飞轮,若超过最大转速,会做离心运动致使断裂.
1.易错辨析
(1) 铁路弯道处,铁轨应设计成内低外高.(  )
(2) 铁路弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小.(  )
(3) 火车转弯时,应按照规定速度行驶.(  )
(4) 做离心运动的物体一定受到离心力的作用.(  )
(5) 离心运动是逐渐远离圆心的运动.(  )
(6) 做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周的半径方向飞出.(  )
2.汽车以速度v通过凹形路面最低点.关于汽车对地面的压力大小,下列说法中正确的是(  )
A.等于汽车所受的重力 B.小于汽车所受的重力
C.速度v越大,压力越大 D.速度v越小,压力越大
课时4 生活中的圆周运动
必背知识
要点1 1.外轨对轮缘的弹力 大 2.略高于 内侧 圆心 半径 行驶速度
要点2 mg-FN FN-mg mg-m mg+m 越小 越大
要点3 1.引力 支持力 mg-FN mg-m 2. 完全失重
要点4 1.逐渐远离 2.消失 不足以提供向心力 3.脱水筒 最大静摩擦力
基础内化
1.(1) √ (2) × (3) √ (4) × (5) √ (6) ×
2.C 解析:根据牛顿第二定律可知FN-mg=m,即FN=mg+m,可知汽车对地面的压力大于汽车所受的重力,且速度v越大,压力越大,C正确.实验:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
要点1 实验目的
探究向心力与半径、角速度及质量大小的关系.
要点2 实验原理
本实验探究了向心力与多个物理量之间的关系,因而采用了______________的实验方法.
如图所示,匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动,此时小球向外挤压挡板,挡板对小球有一个向内的(指向圆周运动圆心)弹力作为小球做匀速圆周运动的向心力.而该弹力大小可以通过________上刻度读出,该读数显示了向心力大小.
要点3 实验器材
向心力演示器及质量不等的小球.
要点4 探究内容及结论
控制变量 探究内容 实验结论
m、ω相同,改变r 探究向心力Fn与______ 的关系 r越大,Fn越大,Fn∝r
m、r相同,改变ω 探究向心力Fn与______ 的关系 ω越大,Fn越大,Fn∝ω2
ω、r相同,改变m 探究向心力Fn与______ 的关系 m越大,Fn越大,Fn∝m
要点5 数据处理
1.图像法:分别作出Fn ω2、Fn r、Fn m的图像,观察图线在坐标系中是否成一条过原点的倾斜的________.
2.比值法:研究两个量的比值是否不变.
要点6 实验误差
1.生锈等使小球质量、半径变化带来的误差.
2.仪器不水平带来的误差.
3.标尺读数不准带来的误差.
4.皮带打滑带来的误差.
1.如图所示,探究向心力与角速度之间的关系时,对质量相同的两个小球,操作正确的是(  )
A.将两小球分别放在挡板A与挡板B
B.将两小球分别放在挡板A与挡板C
C.将两小球分别放在挡板B与挡板C
D.调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
(第1题)
(第2题)
2.如图所示,在“探究向心力大小的表达式”实验中,两质量相等的钢球做匀速圆周运动,若图中左、右标尺上红白相间的等分格显示的比值为1∶4,则与皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径之比为(  )
A.2∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
实验:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
必背知识
要点2 控制变量法 标尺
要点4 半径r 角速度ω 质量m
要点5 直线
基础内化
1.B 解析:探究向心力与角速度之间的关系,用控制变量法进行探究,题中两个小球质量相同,则应使圆周半径相等,故两小球应分别放在挡板A与挡板C,两个变速塔轮角速度不相同,这样才能探究向心力与角速度之间的关系,B正确.
2.A 解析:A、B两球做圆周运动的轨道半径相同,两球质量相等,左、右标尺上显示的格数表示两球受到的向心力,由向心力的表达式F=mrω2可知,两球的角速度之比为1∶2,由于两塔轮皮带边缘线速度大小相等,由v=Rω可知,与皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径之比为2∶1,A正确.

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