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1、曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第 四 章第第3講圓周運(yùn)動(dòng)講圓周運(yùn)動(dòng)1 1知 識(shí) 梳 理 自 測(cè)知 識(shí) 梳 理 自 測(cè)2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識(shí)梳理自測(cè)知識(shí)梳理自測(cè) 1描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其相互關(guān)系相切相切 圈數(shù)圈數(shù) Hz 方向方向 2r v 方向方向 大小大小 勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是速度大小_而方向時(shí)刻_的變速曲線運(yùn)動(dòng)，是加速度大
2、小_、方向_的變加速曲線運(yùn)動(dòng)是速度大小和方向都_的變速曲線運(yùn)動(dòng)，是加速度大小、方向都_的變加速曲線運(yùn)動(dòng)方向與速度垂直，即只存在向心加速度，沒(méi)有切向加速度由于速度大小和方向都變化，所以不僅存在向心加速度，而且存在切向加速度，合加速度的方向不指向圓心不變不變 變化變化 不變不變 變化變化 變化變化 變化變化 思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)“勻速”的含義相同嗎？有什么區(qū)別？ 答案：不同。前者指線速度的大小不變，后者指速度的大小和方向都不變。 1定義：做_的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需_的情況下，所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。 2本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的_，總有沿
3、著圓周_飛出去的傾向。離心運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng) 向心力向心力 慣性慣性 切線方向切線方向 3受力特點(diǎn) 當(dāng)Fnm2r時(shí)，物體做_運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)Fn0時(shí)，物體沿_方向飛出。 當(dāng)Fnm2r時(shí)，物體將逐漸靠近圓心，做近心運(yùn)動(dòng)。圓周圓周 切線切線 遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 思考：如圖所示，圓盤上的物體隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在光滑漏斗內(nèi)壁上，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (1)它們運(yùn)動(dòng)所需要的向心力分別由什么力提供？ (2)要計(jì)算漏斗內(nèi)壁上小球的角速度時(shí)還需要哪些信息？ 答案：(1)圓盤上的物體是靜摩擦力提供向心力，漏斗內(nèi)壁的物體由重力和支持力的合力提供向心力。 (2)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和漏斗內(nèi)壁的傾角。 思維診斷： (1)做圓周運(yùn)
4、動(dòng)的物體，一定受到向心力的作用，所以分析做圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力，除了分析其受到的其他力，還必須指出它受到向心力的作用。() (2)一物體以4m/s的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為2s，則速度變化率的大小為4m/s2。() (3)在絕對(duì)光滑的水平路面上汽車可以轉(zhuǎn)彎。() (4)火車轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，內(nèi)軌受到的壓力會(huì)增大。() (5)飛機(jī)在空中沿半徑為R的水平圓周盤旋時(shí)，飛機(jī)機(jī)翼一定處于傾斜狀態(tài)。() A ABD 解析B、C、D三點(diǎn)都繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，所以它們的角速度均相同，故A項(xiàng)正確；由vr可知，做相同圓周運(yùn)動(dòng)的C、D兩點(diǎn)，所以線速度大小相等，故B項(xiàng)正確；B、C兩點(diǎn)的角速度相同，圓周運(yùn)動(dòng)
5、的半徑B的大，由an2r，得B點(diǎn)向心加速度比C點(diǎn)大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；C、D的角速度和半徑都相同，C、D兩點(diǎn)的向心加速度大小相等，故D項(xiàng)正確。 解析A、B兩物體的角速度相等，根據(jù)Fnmr2知，質(zhì)量相等，半徑之比為32，則A、B兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比為32，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。B B 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破 常見的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 1皮帶傳動(dòng)：如圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vAvB。圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 解題導(dǎo)思：(1)A、B兩點(diǎn)線速度的大小有什么關(guān)系？ (2)A、C兩點(diǎn)什么物理量相等？ 答案：(1)相等(2)角速度 答案：(1)221(2)1
6、21(3)241類題演練類題演練 1 AC 圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析AC 解題導(dǎo)思：(1)a、b兩木塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，相同的物理量是什么？ (2)試畫出木塊a的受力分析圖。 (3)當(dāng)木塊b恰好與圓盤發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，試寫出關(guān)于向心力的牛頓第二定律表達(dá)式。 答案：290N10m/s類題演練類題演練 2 在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類：一是無(wú)支撐類，如輕繩和單軌道模型；二是有支撐類，如輕桿和雙軌道模型。對(duì)此見下表：豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“輕繩”和“輕桿”模型BD 類題演練類題演練 3 A 階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界值問(wèn)題 1有些題目中有“剛好”、“恰好”
7、、“正好”等字眼，明顯表明題述的過(guò)程中存在著臨界點(diǎn)。 2若題目中有“取值范圍”、“多長(zhǎng)時(shí)間”、“多大距離”等詞語(yǔ)，表明題述的過(guò)程中存在著“起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn)。 3若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過(guò)程中存在著極值，這些極值點(diǎn)也往往是臨界點(diǎn)。 4常見類型 (1)繩的拉力達(dá)到最大或?yàn)榱恪?(2)物體開始滑動(dòng)時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大。 (3)物體脫離接觸面時(shí)壓力為零。 5解題關(guān)鍵：分析臨界狀態(tài)的受力，列出臨界條件下的牛頓第二定律方程。 解題導(dǎo)思：(1)當(dāng)0時(shí)，畫出小物塊受力示意圖，并求出小物塊所受的向心力。 (2)當(dāng)(1k)0時(shí)，小物塊所受靜摩擦力的方向向哪？ (3)當(dāng)(1k)0時(shí)，小物塊所受靜摩擦力的方向向哪？類題演練類題演練 4 BC 類題演練類題演練 5 AC 答案：1.0rad/s類題演練類題演練 6
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