阶段回顾(第1~3节)
易错点一 对圆周运动中加速度的理解不清晰
1.(多选)关于向心加速度,以下说法中正确的是( )
A.物体做匀速圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
B.物体做圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
C.物体做圆周运动时,向心加速度越大,线速度就越大
D.物体做匀速圆周运动时,向心加速度越大,线速度的方向变化越快
答案 AD
解析 物体做匀速圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度,物体做变速圆周运动时,向心加速度只是合加速度的一个分量,A正确,B错误;物体做(匀速)圆周运动时,向心加速度描述线速度方向变化的快慢,只有当运动半径一定时,向心加速度越大,线速度越大,C错误,D正确。
易错点二 描述圆周运动的各物理量之间的关系理解不到位
2.(多选)小金属球质量为m,用长L的轻悬线固定于O点,在O点的正下方处钉有一颗钉子P,把悬线沿水平方向拉直,如图所示,若无初速度释放小球。当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)( )
A.小球的角速度突然增大
B.小球的线速度突然减小到零
C.小球的向心加速度突然增大
D.小球的线速度突然增大
答案 AC
解析 由题意知,当悬线与钉子相碰时,悬线仍然竖直,小球在竖直方向仍然只受重力和悬线的拉力,故其运动方向不受力,线速度大小不变;又角速度ω=,r减小,所以ω增大;向心加速度an=,r减小,则an也增大,故A、C正确,B、D错误。
易错点三 忽视圆周运动的周期性而出错
3. 如图所示,用薄纸做成的圆筒,直径为D,水平放置,绕圆筒轴线OO′以角速度ω0逆时针匀速转动。一玩具手枪发出的子弹,沿水平方向匀速飞来(不计子弹重力影响),沿圆筒的直径方向击穿圆筒后飞出(设薄纸对子弹的运动速度无影响且认为纸筒没有发生形变),结果在圆筒上只留下子弹的一个洞痕,求子弹的速度。
答案 (n=0,1,2,3,…)
解析 由于子弹在圆筒上只留下了一个洞痕,设子弹穿过圆筒的时间为t,考虑匀速圆周运动的周期性,故有
π+2nπ=ω0t(n=0,1,2,3,…)
解得t=(n=0,1,2,3,…),
所以子弹的速度v==(n=0,1,2,3,…)。
4.用如图所示的装置可以测量弹簧枪发射子弹的出口速度。在一根水平轴MN上相隔L安装两个平行的薄圆盘,两圆盘可以绕水平轴MN一起匀速运动。弹簧枪紧贴左盘沿水平方向在水平轴MN的正上方射出一颗子弹,子弹穿过两个薄圆盘,并在圆盘上留下两个小孔A和B(设子弹穿过B时还没有运动到转轴的下方)。若测得两个小孔距水平轴MN的距离分别为RA和RB,它们所在的半径按转动方向由B到A的夹角为φ(φ为锐角)。已知重力加速度为g,求:
(1)弹簧枪发射子弹的出口速度;
(2)圆盘绕MN轴匀速转动的角速度;
(3)若用一橡皮泥将A孔堵上,则橡皮泥的向心加速度的大小是多少?