第六章 圆周运动 复习提升-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动 复习提升-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 84.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-10 07:05:04 | ||
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文档简介
第六章 圆周运动
本章复习提升
易混易错练
易错点1 不能正确建立匀速圆周运动的模型导致错解
1.(2020安徽黄山八校联盟高一下期中,)(多选)飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外,还受到重力和机翼的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上。当飞机在空中盘旋时机翼的内侧倾斜(如图所示),以保证重力和机翼升力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成θ角,飞行周期为T,则下列说法正确的是 ( )
A.若飞行速率v不变,θ增大,则半径R减小
B.若飞行速率v不变,θ增大,则周期T减小
C.若θ不变,飞行速率v增大,则半径R减小
D.若飞行速率v增大,θ增大,则周期T一定不变
易错点2 忽视匀速圆周运动的周期性导致漏解
2.(2020广东广州番禺中学高一下期中,改编, )(多选)半径为R=1 m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点的正上方将一个可视为质点的小球以4 m/s的速度水平抛出,半径OA方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,则圆盘转动的角速度大小可能是 ( )
A.8π rad/s B.12π rad/s
C.16π rad/s D.20π rad/s
思想方法练
一、假设法
方法概述
假设法是一种常用的解题方法。就是根据题目中的已知条件或结论做出某种假设,然后按已知条件进行推算,根据结果出现的矛盾做适当调整,从而找到正确答案。
1.(2021河南南阳高一下期中,)如图所示,质量为m的小球固定在长为L的细杆一端,绕细杆的另一端O点在竖直面内做圆周运动,小球转到最高点A时,线速度大小为,则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为 ( )
A.向下, B.向上,
C.向上, D.向下,
二、临界分析法
方法概述
一种物理现象过渡为另一种物理现象的转折状态叫临界状态,在这种状态下具有的条件,叫临界条件,利用临界条件,推导出有关物理量的取值范围,这就是临界分析法。有些题目会直接给出临界状态,有些题目则需要自己推导临界状态,提取临界条件。
2.()如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线竖直,顶角为2θ=60°,底面半径为R,在底面圆心O处系一个轻质细线,长也为R,细线的另一端连一个小球,小球可视为质点。现给小球一个初速度,使其在水平面内做圆周运动,已知重力加速度为g,则:
(1)要使小球不碰到圆锥筒,小球的线速度大小不超过多大
(2)要使细线无拉力,小球的线速度大小应满足什么条件
答案全解全析
易混易错练
1.AB 由于重力和机翼升力的合力提供向心力,如图所示,得mg tan θ=m=mR,解得v=,T=2π。若飞行速率v不变,θ增大,由v=知R减小,故A正确;若飞行速率v不变,θ增大,R减小,由T=2π知T减小,故B正确;若θ不变,飞行速率v增大,由v=知R增大,故C错误;若飞行速率v增大,θ增大,R的变化不能确定,则周期T不一定不变,故D错误。
错解分析
本题出错原因:一是不能正确建立飞机运动的模型(实质上是圆锥摆模型),错误地认为飞机沿倾斜轨道做匀速圆周运动;二是对飞机受力情况分析错误,错误地认为空气对飞机的作用力提供向心力。
2.AC 小球做平抛运动的时间t== s=0.25 s,小球平抛运动的时间和圆盘转动的时间相等,设圆盘的转动周期为T,则有t=nT=n·(n=1,2,3,…),解得ω=8nπ rad/s(n=1,2,3,…)。当n=1时,ω=8π rad/s;当n=2时,ω=16π rad/s。故A、C正确。
错解分析
本题易漏选C。忽视了匀速圆周运动的周期性,认为圆盘只转过一周,从而片面地得出圆盘转动的角速度ω=8π rad/s。
思想方法练
1.A 设此时杆对小球的作用力为拉力,则有T+mg=m,解得T=-,负号说明力的方向与假设的相反,即小球受到杆的支持力,根据牛顿第三定律可知,杆受到大小为、方向向下的压力,故A正确,B、C、D错误。
方法点津
对于杆约束物体运动到最高点时杆的弹力方向,可先假设,然后根据计算结果的正负确定实际方向。
2.答案 (1) (2)≤v球≤
解析 (1)小球恰好与筒壁接触,但与筒壁间无作用力,设此时小球的线速度大小为v1,受力如图1
图1
由牛顿第二定律得F1 sin 30°=
在竖直方向有F1 cos 30°=mg
解得v1=
所以,当小球的线速度v球<时,小球不会碰到筒壁。
(2)小球恰好与筒壁接触,但细线的拉力为零,设此时小球的线速度大小为v2,受力如图2
图2
由牛顿第二定律得N1 cos 30°=
在竖直方向有N1 sin 30°=mg
解得v2=
细线沿水平方向,且细线的拉力为零,设此时小球的速度为v3,受力如图3
图3
由牛顿第二定律得N2 cos 30°=
在竖直方向有N2 sin 30°=mg
解得v3=
所以要使细线无拉力,小球的线速度大小应满足:≤v球≤。
方法点津
找对临界条件是解答本题的关键。使小球恰好不碰到圆锥筒的临界条件是小球恰好与筒壁接触,但与筒壁间无作用力。
本章复习提升
易混易错练
易错点1 不能正确建立匀速圆周运动的模型导致错解
1.(2020安徽黄山八校联盟高一下期中,)(多选)飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外,还受到重力和机翼的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上。当飞机在空中盘旋时机翼的内侧倾斜(如图所示),以保证重力和机翼升力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成θ角,飞行周期为T,则下列说法正确的是 ( )
A.若飞行速率v不变,θ增大,则半径R减小
B.若飞行速率v不变,θ增大,则周期T减小
C.若θ不变,飞行速率v增大,则半径R减小
D.若飞行速率v增大,θ增大,则周期T一定不变
易错点2 忽视匀速圆周运动的周期性导致漏解
2.(2020广东广州番禺中学高一下期中,改编, )(多选)半径为R=1 m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点的正上方将一个可视为质点的小球以4 m/s的速度水平抛出,半径OA方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,则圆盘转动的角速度大小可能是 ( )
A.8π rad/s B.12π rad/s
C.16π rad/s D.20π rad/s
思想方法练
一、假设法
方法概述
假设法是一种常用的解题方法。就是根据题目中的已知条件或结论做出某种假设,然后按已知条件进行推算,根据结果出现的矛盾做适当调整,从而找到正确答案。
1.(2021河南南阳高一下期中,)如图所示,质量为m的小球固定在长为L的细杆一端,绕细杆的另一端O点在竖直面内做圆周运动,小球转到最高点A时,线速度大小为,则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为 ( )
A.向下, B.向上,
C.向上, D.向下,
二、临界分析法
方法概述
一种物理现象过渡为另一种物理现象的转折状态叫临界状态,在这种状态下具有的条件,叫临界条件,利用临界条件,推导出有关物理量的取值范围,这就是临界分析法。有些题目会直接给出临界状态,有些题目则需要自己推导临界状态,提取临界条件。
2.()如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线竖直,顶角为2θ=60°,底面半径为R,在底面圆心O处系一个轻质细线,长也为R,细线的另一端连一个小球,小球可视为质点。现给小球一个初速度,使其在水平面内做圆周运动,已知重力加速度为g,则:
(1)要使小球不碰到圆锥筒,小球的线速度大小不超过多大
(2)要使细线无拉力,小球的线速度大小应满足什么条件
答案全解全析
易混易错练
1.AB 由于重力和机翼升力的合力提供向心力,如图所示,得mg tan θ=m=mR,解得v=,T=2π。若飞行速率v不变,θ增大,由v=知R减小,故A正确;若飞行速率v不变,θ增大,R减小,由T=2π知T减小,故B正确;若θ不变,飞行速率v增大,由v=知R增大,故C错误;若飞行速率v增大,θ增大,R的变化不能确定,则周期T不一定不变,故D错误。
错解分析
本题出错原因:一是不能正确建立飞机运动的模型(实质上是圆锥摆模型),错误地认为飞机沿倾斜轨道做匀速圆周运动;二是对飞机受力情况分析错误,错误地认为空气对飞机的作用力提供向心力。
2.AC 小球做平抛运动的时间t== s=0.25 s,小球平抛运动的时间和圆盘转动的时间相等,设圆盘的转动周期为T,则有t=nT=n·(n=1,2,3,…),解得ω=8nπ rad/s(n=1,2,3,…)。当n=1时,ω=8π rad/s;当n=2时,ω=16π rad/s。故A、C正确。
错解分析
本题易漏选C。忽视了匀速圆周运动的周期性,认为圆盘只转过一周,从而片面地得出圆盘转动的角速度ω=8π rad/s。
思想方法练
1.A 设此时杆对小球的作用力为拉力,则有T+mg=m,解得T=-,负号说明力的方向与假设的相反,即小球受到杆的支持力,根据牛顿第三定律可知,杆受到大小为、方向向下的压力,故A正确,B、C、D错误。
方法点津
对于杆约束物体运动到最高点时杆的弹力方向,可先假设,然后根据计算结果的正负确定实际方向。
2.答案 (1) (2)≤v球≤
解析 (1)小球恰好与筒壁接触,但与筒壁间无作用力,设此时小球的线速度大小为v1,受力如图1
图1
由牛顿第二定律得F1 sin 30°=
在竖直方向有F1 cos 30°=mg
解得v1=
所以,当小球的线速度v球<时,小球不会碰到筒壁。
(2)小球恰好与筒壁接触,但细线的拉力为零,设此时小球的线速度大小为v2,受力如图2
图2
由牛顿第二定律得N1 cos 30°=
在竖直方向有N1 sin 30°=mg
解得v2=
细线沿水平方向,且细线的拉力为零,设此时小球的速度为v3,受力如图3
图3
由牛顿第二定律得N2 cos 30°=
在竖直方向有N2 sin 30°=mg
解得v3=
所以要使细线无拉力,小球的线速度大小应满足:≤v球≤。
方法点津
找对临界条件是解答本题的关键。使小球恰好不碰到圆锥筒的临界条件是小球恰好与筒壁接触,但与筒壁间无作用力。