资源简介

(共49张PPT)
第20讲　圆周运动
基础 满分练
课前 自检自测·夯基固本
知识点一　描述圆周运动的物理量之间的关系
2个高考关键点
关键点1　描述圆周运动的物理量
1.如图所示,该文物为战国青铜机械零件,由单模铸成,中为
方孔,周列斜齿40个,体积小,铸造比较精密,保存完好,反映
出战国时期机械零件铸造的精密和进步,是一件重要的中
国古代工艺实物。分析古人使用齿轮时,各轮齿具有相同
的(　　)[命题点 ]
A.角速度　 B.线速度 C.向心力 D.向心加速度
A
解析 齿轮转动时做圆周运动,线速度、向心力、向心加速度的方向均时刻发生改变,而角速度的大小、方向都不变。故选A。
2.(2024辽宁卷改编)“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图所示,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动。
(1)P的角速度　　　　Q的角速度;[命题点 ]
(2)P的线速度大小　　　　Q的线速度大小;[命题点 ]
(3)P的向心加速度大小　　　　Q的向心加速度大小。[命题点 ]
(以上三问都选填“大于”“等于”或“小于”)
等于
小于
小于
解析 本题考查同轴转动的运动学特点——角速度相等,由此可判定线速度、向心加速度大小关系。
关键点2　常见的传动方式及特点
3.(原创+教材改编)如图,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮半径的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面没有滑动。
(1)A与B　　　　　(选填“线速度”或“角速度”)
大小相等。[命题点 ]
(2)A的角速度是B的　　　　倍。[命题点 ]
(3)A与C　　　　　　(选填“线速度”或“角速度”)
大小相等。[命题点 ]
(4)A的向心加速度是C的　　倍。[命题点 ]
线速度
角速度
2
解析 (1)A与B共线传动,线速度大小相等;(2)A与B的线速度大小相等,A做圆周运动的半径是B的2倍,由v=ωr可知,A的角速度是B的;(3)A与C共轴传动,角速度相同;(4)A与C角速度相同,A做圆周运动的半径是C的2倍,由an=rω2可知,A的向心加速度是C的2倍。
回归基础·考教衔接
一、匀速圆周运动
1.加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
2.合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
二、描述匀速圆周运动的物理量
1.线速度:v=。
[ ]根据轨道半径r和周期T的两个值,就可以求出线速度的大小。
2.角速度:ω=。
[ ]根据周期T的值,就可以求出角速度。
3.周期和频率:T=。 [ ]周期和频率互为倒数
4.向心加速度:an=rω2=r。
[ ]角速度相同的情况下,加速度与半径成正比;线速度相同的情况下,加速度与半径成反比。
5.关系式:v=ωr=r=2πrf。
[ ]线速度相同的情况下,角速度与半径成反比;角速度相同的情况下,线速度与半径成正比。
三、常见的传动方式及特点
1.边缘传动(如图所示)
各接触点无相对滑动,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB。[ ]
2.同轴传动(如图所示)
绕同一个转轴转动的物体,角速度相同,即ωA=ωB。[ ]
知识点二　圆周运动的向心力的来源
4个高考关键点
关键点1　向心力的来源
4.(原创+教材改编)如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。
(1)小球的向心力是由什么力提供的 [命题点 ]
支持力和重力的合力(或者支持力在水平方向的分力)
(2)小球运动的轨道平面越接近漏斗上端口,
所受合外力　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”),
线速度　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”)。[命题点 ]
不变
越大
解析 (1)小球的受力示意图如图所示
在小球匀速圆周运动过程中,受重力和支持力作用,
二力的合力水平指向轨迹的圆心,因此重力和支持
力的合力提供向心力F合=。
(2)小球运动的轨道平面接近漏斗上端口,α不变,
所受合外力不变。小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,有=m,解得v=,则小球运动的轨道平面越接近漏斗上端口,线速度越大。
关键点2　向心力公式
5.(多选)(2025四川眉山模拟)“迪斯科大转盘”是一项非常刺激的娱乐项目,水平大转盘可等效为如图乙所示。若已知物块的质量为m,物块到转轴的距离为r,物块与转盘之间的动摩擦因数为μ。若物块随着圆盘以角速度ω转动,重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)
A.物块所受的摩擦力方向与线速度方向相反
B.物块所受的摩擦力方向指向圆心[命题点 ]
C.物块所受的摩擦力大小为μmg[命题点 ]
D.物块所受的摩擦力大小为mω2r[命题点 ]
BD
解析 物块以角速度ω做匀速圆周运动时,由圆盘对物块的静摩擦力提供向心力,静摩擦力的方向指向圆心,与线速度方向垂直,A错误,B正确;静摩擦力提供向心力,不是滑动摩擦力,C错误;根据向心力公式,有Ff=mω2r,D正确。故选BD。
关键点3　离心现象的防止与应用
6.(2025浙江选考模拟)物理与生活息息相关,以下是教材中的几幅插图,下列说法正确的是(　　)[命题点 ]
A.图1中离心机分离血液时,血液由于受到离心力作用而分离
B.图2中滚筒洗衣机稳定转速脱水时,衣服在最高点更容易脱水
C.图3中汽车水平安全转弯时,车轮受到指向圆心的滑动摩擦力
D.图4中火车在倾斜轨道上转弯时,内轨可能不受车轮的侧向挤压
D
解析 物体做离心运动是由于提供的力小于做圆周运动需要的向心力,从而使物体做离心运动,实际上不存在离心力这个力,A错误;衣服在最低点时,加速度竖直向上,此位置竖直向上的加速度最大,水需要的附着力最大,水更容易甩出,B错误;图3中汽车水平安全转弯时,车轮受到指向圆心的静摩擦力,该静摩擦力提供向心力,C错误;图4中火车在倾斜轨道上转弯时,若其速度大于或等于规定的速度,则内轨不受车轮的侧向挤压,D正确。故选D。
关键点4　变速圆周运动的分析
7.(2025广东中山模拟)下列说法正确的是(　　)
A.图甲中,有些火星的轨迹不是直线,
说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向
飞出的
B.图乙中,两个影子在x、y轴上的运动
就是物体的两个分运动
C.图丙中,增大小锤打击弹性金属片的力,
A、B两球撞击地面的声音间隔时间增大
D.图丁中,做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于它所需要的向心力
B
解析 炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的,图甲中有些火星的轨迹不是直线,是受到重力、互相的撞击等作用所致,A错误;图乙中两个影子反映了物体在x、y轴上的分运动,B正确;图丙中A球做平抛运动,竖直方向是自由落体运动,B球同时做自由落体运动,故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片,A、B两球总是同时落地,C错误;图丁中做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力,D错误。故选B。
回归基础·考教衔接
四、向心力的来源
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。 [ ]对物体进行受力分析,如有可能则要求出合力。
五、向心力的公式
Fn=man=mr。
[ ]若已知物体的质量、线速度及轨道半径,就可以求出物体所需的向心力大小;若物体的合力不变,轨道半径增大则线速度增大。
六、离心现象
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,总有沿着圆周切线飞出去的趋势。
3.受力特点
(1)当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动。
(2)当F=0时,物体沿切线方向飞出。
(3)当FF为实际提供的向心力,如图所示。
[⑩]若实际向心力(如最大静摩擦力)小于所需向心力时,物体将离开原来的圆周,做离心运动
七、变速圆周运动的向心力分析
(1)变速圆周运动中,F合不一定指向圆心。
(2)指向圆心的分力Fn提供物体做圆周运动的向心力
考点一　水平面内圆周运动的动力学分析
能力 高分练
课中 关键能力·可视思维
角度一　水平转台模型的应用
例1 (多选)如图所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动,已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的两倍。现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.B受到的静摩擦力一直增大
B.B受到的静摩擦力先增大后减小再增大
C.A受到的静摩擦力先增大后减小
D.A受到的合力一直在增大
BD
解析 开始角速度较小时,两物体均靠静摩擦力提供向心力,角速度增大,静摩擦力增大,根据Ff=mrω2知,随着角速度的增大,A先达到最大静摩擦力,A先使绳子产生拉力,所以当绳子刚好产生拉力时,B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力,随着角速度的增大,对B,拉力和静摩擦力的合力提供向心力,角速度增大,则B的静摩擦力会减小,然后反向增大,对A,拉力和最大静摩擦力共同提供向心力,角速度增大,静摩擦力不变,可知A的静摩擦力先增大,达到最大静摩擦力后不变,B的静摩擦力先增大后减小再增大,故A、C错误,B正确;根据向心力公式Fn=mω2r知,在发生相对滑动前,物体运动的半径是不变的,质量也不变,随着角速度的增大,向心力增大,而向心力就是物体受到的合力,故D正确。
破题思维链
解题精要
水平转台模型的向心力来源分析
水平路面转弯 光滑水平转台

角度二　圆锥摆模型的分析
例2 (2026四川成都模拟)如图所示,一轻质光滑小圆
环Q通过一竖直轻杆悬挂在可绕竖直轴旋转的装置
上,一条轻绳穿过小圆环Q,两端分别连接小物块B和
小球A,当小球A自然下垂时,小物块B静止在倾角θ=30°的斜面上恰好不下滑。已知Q在水平地面上的投影为O,Q到O点的高度H= m,Q与A间的轻绳长度为L= m,Q与B的连线平行于斜面,小物块B和斜面间的动摩擦因数μ=,小球A的质量mA=0.9 kg,重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求小物块B的质量mB;
(2)现使小球A在水平面内按图中所示做匀速圆周运动,要求小物块B相对斜面不滑动,求轻绳的最大拉力以及小球A转动的最大角速度;
(3)在(2)的条件下,小球A以最大角速度转动时,轻绳突然断裂,求小球A落地时离O点的距离。
答案 (1)2.4 kg　(2)15 N　 rad/s　(3)0.5 m
解析 (1)A自然下垂时,设轻绳拉力为FT,对A,根据平衡条件有FT=mAg
对B,根据平衡条件有mBgsin θ=μmBgcos θ+FT
解得mB=2.4 kg。
(2)设轻绳的最大拉力为FT',根据平衡条件有FT'=mBgsin θ+μmBgcos θ
解得FT'=15 N
设角速度最大时QA间的轻绳与竖直方向的夹角为α,对A,根据牛顿第二定律,有FT'sin α=mAω2Lsin α
解得ω= rad/s。
(3)对A,竖直方向,根据平衡条件有mAg=FT'cos α
A做圆周运动的半径r=Lsin α
A做圆周运动的线速度v=ωr
剪断轻绳后,A做平抛运动,在竖直方向有h=gt2
在水平方向有x=vt
平抛的高度h=H-Lcos α
距离O的距离s=
解得s=0.5 m。
破题思维链
解题精要
圆锥摆模型的向心力来源分析
考点二　竖直面内圆周运动的动力学分析
角度一　圆周运动中的最低点处理方法
例3 (多选)(2025天津南开区模拟)一个小球质量为m,用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球。当悬线碰到钉子的前后瞬间,下列说法正确的是(　　)
A.小球的线速度不变　　 B.悬线对球拉力不变
C.小球的向心力突然减小 D.小球的角速度突然增大
AD
解析 把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,由于重力与拉力都与速度垂直,所以小球的线速度不变;根据F=m, ω=,由于半径r变小,则小球的向心力突然增大,小球的角速度突然增大,A、D正确,C错误。根据牛顿第二定律得FT-mg=m,可得FT=mg+m,由于半径变小,则悬线对球拉力变大,B错误。故选AD。
破题思维链
解题精要
(1)物体通过最低点、最高点时,利用合力提供向心力列牛顿第二定律方程。
(2)物体从某一位置到另一位置的过程中,用动能定理找出两处速度的关系。
(3)求对轨道的压力时,转换研究对象,先求支持力,再根据牛顿第三定律求出压力。
角度二　圆周运动中的最高点处理方法
例4 (多选)(2025天津河东区模拟)如图所示,小球a、b分别在轻质细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动,两小球运动的半径均为R,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)
A.小球a经过最高点时的速度可能小于
B.小球b经过最高点时的速度可能小于
C.小球a经过最高点时,细绳对小球a可能没有力的作用
D.小球b经过最高点时,细杆对小球b一定有力的作用
BC
解析 小球a用细绳,在最高点时,细绳只能提供拉力,根据向心力公式mg+F=m,因为F≥0,所以v≥,A错误;小球b用细杆,细杆可提供拉力或支持力,在最高点时,根据向心力公式mg+F=m,F可正可负,当F为支持力时,v可以小于,B正确;当小球a在最高点速度v=时,F=0即细绳对小球a可能没有力的作用,C正确;当小球b在最高点速度v=时,F=0即细杆对小球b没有力的作用,D错误。故选BC。
例5 (2025广东佛山模拟)右图是一儿童游戏的示意图,儿童站在固定竖直圆轨道的最低点,用力将一足球由静止踢出,发现足球能够沿着圆轨道通过最高点,已知轨道半径为R,足球的质量为m,重力加速度为g,不考虑摩擦和空气阻力作用,由此可判断儿童对小球做的功(　　)
A.可能等于3.6mgR　　
B.可能等于2.4mgR
C.可能等于1.2mgR
D.可能等于0.8mgR
A
解析 足球刚好沿圆轨道通过最高点时有mg=m,解得v=,所以足球能够沿着圆轨道通过最高点应满足v≥,设儿童对小球做的功为W,对足球从最低点到最高点的过程由动能定理有W-mg×2R=mv2,解得W=2mgR+mv2,即W≥mgR,故选A。
破题思维链
解题精要
1.“轻绳”模型的最高点的动力学分析
情境图示
均是没有支撑的小球
最高点的动力学分析 弹力可以向下、可以等于零

mg+FN=m
2.“轻杆”模型的最高点的动力学分析
情境 图示
最高点 的动力 学分析 弹力可以向下、可以向上、
也可以等于零
mg±FN=m
角度三　圆周运动中与圆心等高的点的分析
例6 (多选)轻杆一端固定有质量为m=1 kg的小球,另一端安装在水平轴上,转轴到小球的距离为50 cm,转轴固定在三角形的带电动机(电动机没画出来)的支架上,在电动机作用下,轻杆在竖直面内做匀速圆周运动,如图所示。若转轴达到某一恒定转速n时,在最高点,杆受到小球的压力为2 N,重力加速度g取10 m/s2,则下列有关与圆心等高的点的分析正确的是(　　)
A.小球运动到与圆心等高的点时,小球的线速度大小为1 m/s
B.小球运动到与圆心等高的点时,小球需要的向心力为8 N
C.小球运动到与圆心等高的点时,小球合力的大小为8 N
D.小球运动到与圆心等高的点时,地面对支架的摩擦力
大小为8 N
BD
解析 在最高点,由Fn=m得线速度v= m/s=2 m/s,故A错误。
小球运动到最高点时,杆受到小球的压力为2 N,由牛顿第三定律可知杆对小球的支持力FN=2 N,方向向上;在最高点,小球需要的向心力由重力和杆的支持力的合力提供,即Fn=mg-FN=8 N,由于小球做匀速圆周运动,向心力大小恒定,因此小球运动到与圆心等高的点时,向心力仍为8 N,故B正确。在与圆心等高的点,杆对小球的作用力提供向心力,因此杆对小球的作用力大小为8 N,方向指向圆心(表现为拉力),且小球的重力为10 N,所以小球合力的大小不可能是8 N,故C错误。在与圆心等高的点,杆对小球的作用力为8 N,则小球对杆的反作用力也为8 N,方向水平;支架处于静止状态,由平衡条件可知地面对支架的摩擦力大小为8 N,方向与杆受力方向相反,故D正确。
破题思维链
解题精要
与圆心等高的点的动力学特点
(1)合力沿水平方向的分力指向圆心,提供向心力;
(2)合力在竖直方向的分力改变物体线速度的大小。第20讲　圆周运动
基础·满分练
命题角度一　描述圆周运动的物理量
1.(2026黑龙江牡丹江检测)高速或超速离心机是基因提取中的关键设备。当超速离心机转速达8.1×104 r/min时,关于距超速离心机转轴10 cm处的质点,下列说法正确的是(　 　)
A.线速度大小为270 m/s
B.角速度大小为2.7×103π rad/s
C.向心加速度大小为7.29×105 m/s2
D.周期为1.35×103 s
2.如图所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点,若大齿轮半径是小齿轮半径的1.5倍,则下列说法正确的是(　　)
A.A、B两点的线速度大小之比为3∶2
B.A、B两点的角速度大小之比为2∶3
C.A、B两点的周期之比为2∶3
D.A、B两点的向心加速度大小之比为1∶1
3.(2025湖南长沙模拟)周五大扫除时,调皮的小玲想用拖把匀速的在地面上画一个圆,请问小玲应该往哪个方向用力(　　)
A.1 B.2
C.3 D.4
命题角度二　圆锥摆模型的分析
4.(2025山西太原模拟)如图所示,内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上,小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动,该小球的向心力(　　)
A.由重力和支持力的合力提供
B.由重力、支持力和摩擦力的合力提供
C.只由重力提供
D.只由支持力提供
5.如图,质量分别为m1、m2的小球A和B被两根长度不同的细线拴着,在同一水平面内分别以角速度ω1、ω2做匀速圆周运动,则下列关系式一定成立的是(　　)
A.m1=m2 B.m1C.ω1>ω2 D.ω1=ω2
命题角度三　圆周运动中的最高点处理方法
6.如图所示的是游乐场中的一种过山车,轨道车套在轨道上且在轨道的外侧做圆周运动。设图中轨道半径为R,则对轨道车中某名乘客而言(　　)
A.速度大于才能通过最高点
B.过最高点时车对人的作用力一定向上
C.过最低点时车对人的作用力一定向上
D.过最低点时的速度一定大于过最高点时的速度
7.如图所示,竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管,现给小球(直径略小于管内径)一个初速度,使小球在管内做圆周运动,小球通过最高点时的速度为v。已知重力加速度为g,则下列叙述正确的是(　　)
A.v的最小值为
B.当v=时,小球处于完全失重状态,不受力的作用
C.当v=时,轨道对小球的弹力方向竖直向下
D.当v由逐渐减小的过程中,轨道对小球的弹力也逐渐减小
命题角度四　圆周运动中的最低点、与圆心等高的点的分析
8.(多选)(2025山东济宁期中)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱(　　)
A.运动周期为
B.线速度的大小为ωR
C.受摩天轮作用力的大小始终为mg
D.所受合力的大小始终为mω2R
能力·高分练
9.(多选)(2025湖南湘潭期末)电影《哪吒之魔童降世》中,哪吒脚踩风火轮在空中自由飞翔。如图所示,风火轮正在高速旋转做圆周运动,A、B为风火轮上与圆心等距的两点,C到圆心的距离是A、B两点的一半,则下列说法正确的是(　　)
A.A、B两点的线速度相同
B.A、C两个点的线速度大小之比为2∶1
C.A点的向心加速度大小是C点的4倍
D.A、B、C在相同时间内转过的角度相等
10.在医学研究中,常常用超速离心机分离血液中的蛋白。如图所示,用极高的角速度旋转封闭的玻璃管,一段时间后管中的蛋白会按照不同的属性而相互分离、分层,且密度大的出现在远离转轴的管底部。已知玻璃管绕转轴匀速转动时,管中两种不同的蛋白P、Q相对于转轴的距离分别为r和2r,则(　　)
A.蛋白P和蛋白Q的角速度之比为1∶2
B.蛋白P和蛋白Q的线速度之比为1∶2
C.蛋白P和蛋白Q的向心加速度之比为1∶4
D.蛋白P和蛋白Q的向心力之比为1∶4
11.(多选)(2025四川成都期中)半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一点,在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时,半径OA恰好与v的方向相同,如图所示,若要使小球与圆盘只碰一次,且落在A,重力加速度为g,则圆盘转动的角速度可能为(　　)
A. B.
C. D.
素养·提升练
12.(13分)图甲是某小河的航拍照片,河道弯曲形成的主要原因之一为河道弯曲处的内侧与外侧河堤均受到流水重力产生的压强,外侧河堤还受到流水冲击产生的压强。小河某弯道处可视为半径为R的圆弧的一部分,如图乙所示,假设河床水平,河水密度为ρ,河道在整个弯道处宽度d和水深h均保持不变,水的流动速度v大小恒定,d R,忽略流水内部的相互作用力。取弯道某处一垂直于流速的观测截面,求在一极短时间Δt内:(R、ρ、d、h、v、Δt均为已知量)
(1)通过观测截面的流水质量Δm;
(2)流水速度改变量Δv的大小;
(3)外侧河堤受到的流水冲击产生的压强p。
答案：
1.B　解析 该质点的频率f= Hz=1.35×103 Hz,则周期T= s,角速度大小ω==2.7×103π rad/s,线速度大小v=ωr=270π m/s,向心加速度大小an=ωv=7.29×105π2 m/s2,故选B。
2.B　解析 由题意知rA∶rB=3∶2,A、B两轮边缘的线速度相等,即vA∶vB=1∶1,A错误;由v=ωr知ωA∶ωB=rB∶rA=2∶3,B正确;由T=知TA∶TB=3∶2,C错误;由an=ω2r知aA∶aB=2∶3,D错误。
3.C　解析 若要匀速画一个圆(即拖把做匀速圆周运动),拉力沿着速度反方向的分力与摩擦力平衡,垂直速度方向指向圆心的分力提供向心力,根据力的合成可知小玲应该往3这个方向用力。故选C。
4.A　解析 圆筒内壁光滑,小球做匀速圆周运动,合力完全提供向心力,因此小球所受重力和支持力的合力来提供向心力。故选A。
5.D　解析 设细线与竖直方向的夹角为θ,悬点到圆心的距离为h,线长为l,对其中一个小球受力分析,有mgtan θ=mω2·lsin θ,解得ω=,可知对两个小球,g和h相等,则ω1=ω2,质量关系无法求出,D正确。
6.C　解析 由于轨道车套在轨道上,因此乘客速度大于零即可通过最高点,A错误;当过最高点车对人的作用力恰好为0时,由牛顿第二定律可得mg=m,解得v=,当0≤v<时,人受到车的作用力向上,当v>时人受到车的作用力向下,B错误;过最低点时,由牛顿第二定律可得FN-mg=m,车对人的作用力一定向上,C正确;过最低点时的速度不一定大于过最高点时的速度,D错误。
7.C　解析 小球通过最高点时细管可以提供竖直向上的支持力,当支持力的大小等于小球重力的大小,小球的最小速度为零,A错误;根据公式a=可知,当v=时,小球的加速度为a=g,方向竖直向下,则小球处于完全失重状态,只受重力作用,B错误;当v=时,小球需要的向心力为Fn=m=2mg,则可知,轨道对小球的弹力大小为mg,方向竖直向下,C正确;当v<时,小球需要的向心力Fn=m8.BD　解析 由于座舱做匀速圆周运动,由公式ω=,解得T=,故A错误;由圆周运动的线速度与角速度的关系可知,v=ωR,故B正确;由于座舱做匀速圆周运动,所以座舱受到摩天轮的作用力是变力,不可能始终为mg,故C错误;由匀速圆周运动的合力提供向心力可得F合=mω2R,故D正确。
9.BD　解析 A、B两点均绕O点做圆周运动,角速度相同,且半径相同,根据v=ωr,知线速度大小相同,但方向时刻沿切线方向,不相同,A错误;A、C两点的角速度相等,半径之比为2∶1,根据v=ωr,得线速度之比为2∶1,B正确;根据a=ω2r,得A、C两点向心加速度之比为2∶1,C错误;A、B、C三点的角速度相等,故相等时间内转过角度相同,D正确。故选BD。
10.B　解析 蛋白P、Q同轴转动,则蛋白P和蛋白Q的角速度相等,A错误;根据v=ωr,可得蛋白P和蛋白Q的线速度之比为vP∶vQ=r∶2r=1∶2,B正确;根据a=ω2r,可得蛋白P和蛋白Q的向心加速度之比为aP∶aQ=r∶2r=1∶2,C错误;根据F向=mω2r,由于不清楚蛋白P和蛋白Q的质量关系,所以无法确定蛋白P和蛋白Q的向心力大小关系,D错误。故选B。
11.CD　解析 小球做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则运动的时间为t=,小球与圆盘只碰一次,且落在A点,满足ωt=2πn(n=1,2,3…),联立解得ω=(n=1,2,3…),C、D正确。故选CD。
12.(1)ρdhv·Δt
(2)·Δt
(3)
解析 (1)极短时间Δt内水流的距离Δl=v·Δt,横截面积为S=dh,根据ρ=可得水的质量Δm=ρ·ΔV=ρdhv·Δt。(2)由于Δt极短,可以把水的运动简化为匀速圆周运动,根据匀速圆周运动的规律可知,其加速度为a=,又因为a=,联立解得Δv=·Δt。(3)根据牛顿第二定律可得F=Δm,解得F=,水流与河堤作用的面积S'=Δlh=vh·Δt,故外侧河堤受到的流水冲击产生的压强p=。
1

展开更多......

收起↑