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匀速圆周运动基本模型归纳总结圆筒模型


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 方向恰好与 v 的方向相同,如图所示,若小球与圆盘只碰一次,且落在
A 点,重力加速度为 g,则小球抛出时距 O 的高度 h=,圆盘转动的角速度大小 ω=.
一. 1. 答案:
相关练习题答案
解析: 小球受到重力、弹力和静摩擦力.静摩擦力与重力二力平衡,由弹力提供向心力.画出受 力示意图如图所示.
A 靠在圆筒的内壁上不下滑,已知物体与筒壁间的动摩擦因数为
μ,则物体受到的摩擦力
大小为; 若质量为 m 的物体恰好不沿筒壁下滑, 则换成质量为 2m 的同种材料制成的物体,
则物体(填 “会 ”或 “不会 ”)沿筒壁下滑.
6. 洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正确的是(

A .脱水过程中,衣物大多是紧贴筒壁的 B .加快脱水筒转动角速度,脱水心力的缘故
8. 如图, 在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上, 有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动, 则 ()
A .衣服随脱水桶做圆周运动的向心力由衣服的重力提供 B .水会从脱水桶甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 C .加快脱水桶转动角速度,衣服对桶壁的压力也增大 D .加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好
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9. ( 2014 天津高考真题) 【题号: 3200000069 】半径为 R 的水平圆盘绕过圆心 O 的竖直轴
3. 如图所示是一个玩具陀螺, a、b 和 c 是陀螺表面上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴
线以角速度 ω稳定旋转时,下列表述不正确的是(

A . a、b 和 c 三点的线速度大小相等 B . b、c 两点的线速度始终相同 C. a、b 和 c 三点的角速度相等 D . b、 c 两点的加速度比 a 点的大
4. 如图所示,质量相等的 A 、 B 两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起
做匀速圆周运动,则下列关系中不正确的有(

3
A .运动周期 T A =TB B .线速度 v A=v B C.它们受到的摩擦力 FfA =F fB D .筒壁对它们的弹力 FNA >FNB
5. 如图所示,半径为 R 的圆筒绕竖直中心轴 OO ′以角速度匀速转动,质量为 m 的小物块
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2. 答案 :B 解析:
由题意可知,一个小球沿桶内壁的方向以初动能
E0 水平射入,小球沿内壁粗糙的桶壁运
动,刚好运动一圈停止;
当小球的初动能增加到原来的 2 倍时, 根据向心力表达式, 可知, 球与桶壁的作用力增大,
导致球受到的桶壁滑动摩擦力也增大, 从而使得滑动摩擦力做功大于之前的滑动摩擦力做 功,因此根据动能定理, 可得, 小球在桶内运动的圈数为大于 1 圈但小于 2 圈,故 B 正确,
4. 答案 :B 解析:
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A 、由题分析可知, A 、 B 两物体的角速度相同,周期相同,故 A 正确.
B 、由 v= ωr 知,ω相同, 则线速度与半径成正比, A 的半径大, 则其线速度大, 故 B 错误.
C 、两个物体竖直方向都没有加速度,受力平衡,所受的摩擦力都等于重力,而两个物体
的重力相等,所以可得摩擦力 FfA =FfB .故 C 正确. D 、两个物体都做匀速圆周运动,由圆筒的弹力提供向心力,则
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FN=mω r,m、 ω相等, F
与 r 成正比,所以可知 FNA> FNB.故 D 正确. 本题选错误的,故选: B .
5. 答案 : mg,不会 解析:
质量为 m 的小物块 A 靠在圆筒的内壁上不下滑,竖直方向上平衡,有:
2
2
质量为 m 的物体恰好不沿筒壁下滑, mg=f , N=mr ω ,f= μN= μmrω ;
一.经典例题
1.如图所示,半径为 r 的圆柱形转筒,绕其竖直中心轴 OO′转动,小物体 a 在圆筒的内壁上,
它与圆筒间的动摩擦因数为 μ ,要使小物体不下落,圆筒转动的角速度至少为(

A. B. C. D.
2. 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 ω增大以后,下列说法正确的是(
2
2. 如图所示,有一个无底的圆桶,放在光滑的水平面上,桶内壁粗糙.将一个小球沿桶内
壁的方向以初动能 E0 水平射出,小球沿桶壁运动,刚好运动一圈停止.如果将小球的初
动能增加到原来的 2 倍,初速度的方向不变,则小球在桶内运动的圈数为(

A.1 圈 B .大于 1 圈但小于 2 圈 C.2 圈 D .大于 2 圈
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D .水滴从桶中甩出后沿桶半径方向向外运动
7. 如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,一物块一直随圆筒一起转动而未相对滑动.当
圆筒的角速度增大以后仍保持匀速转动,下列说法正确的是(

A .物块所受弹力和摩擦力都减小了 B .物块所受弹力增大,摩擦力不变 C .物块所受弹力增大,摩擦力也增大了 D .物块所受弹力增大,摩擦力减小了
f=mg .
换成质量为 2m 的同种材料制成的物体,则弹力变为原来的
2 倍,则最大静摩擦力变为原
来的 2 倍,重力和静摩擦力仍然可以平衡,所以物体不会沿筒壁下滑.

A .物体所受弹力增大 B .物体所受弹力不变
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C .物体所受摩擦力减小 D .物体所受摩擦力不变
总结 ( 1)
圆筒模型概述:
1.物体随圆筒一起做匀速圆周运动,受到重力、静摩擦力、支持力,其中支持力充当向心 力,重力和静摩擦力等大反向相互抵消
2.满足方程:
( 2) 规律 转速越快,物体越不容易掉下来。此类问题常与离心问题结合在一起进行考察。 二. 相关练习题 1. 画出随圆筒一起做匀速圆周运动的小球的受力示意图.
ACD 错误; 故选: B. .
3. 答案: AB 解析:
A 、 B、 C、当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 ω稳定旋转时, a、 b 和 c 三点的角速度 相同, a 半径小,线速度要比 b、c 的小, b、 c 的半径相等,线速度大小相等,但是方向不 同.故 A 、 B 错误, C 正确;
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D 、由 a=ω r 可得 b、c 两点的加速度比 a 点的大,故 D 正确. 本题选错误的,故选: AB .
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