高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第2單元 圓周運動課件.ppt

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,必考部分,第四章 曲線運動 萬有引力與航天,第2單元 圓周運動,網(wǎng)控基礎(chǔ)點 提煉命題源,一、勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度 1勻速圓周運動 (1)定義：線速度大小_的圓周運動 (2)性質(zhì)：加速度大小_，方向總是指向_的變加速曲線運動 (3)條件：合外力大小_，方向始終與速度方向_且指向圓心 (1)不變 (2)不變 圓心 (3)不變 垂直,讀讀教材,2描述勻速圓周運動的物理量,二、圓周運動的向心力 1作用效果 產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的_，不改變線速度的_ 2大小 F_mr2_mvm42f2r. 3方向 始終沿半徑方向指向_ 4來源 向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的_提供，還可以由某一個力的_提供,三、離心現(xiàn)象 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動所需_的情況下，所做的逐漸遠離圓心的運動 2本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的_，總有沿著圓周_飛出去的傾向 1.圓周運動 向心力 2.慣性 切線方向,3受力特點 (1)當(dāng)Fmr2時，物體做_運動； (2)當(dāng)F0時，物體沿_方向飛出； (3)當(dāng)Fmr2時，物體逐漸_圓心，做向心運動,(1)勻速圓周 (2)切線 (3)遠離 (4)靠近,1(多選)質(zhì)點做勻速圓周運動時，下列說法正確的是( ) A速度的大小和方向都改變 B勻速圓周運動是勻變速曲線運動 C當(dāng)物體所受合力全部用來提供向心力時，物體做勻速圓周運動 D向心加速度大小不變，方向時刻改變,練練基礎(chǔ),題組一 勻速圓周運動和變速圓周運動,2如圖所示，某物體沿光滑圓弧軌道由最高點滑到最低點過程中，物體的速率逐漸增大，則( ) A物體的合外力為零 B物體的合力大小不變，方向始終指向圓心O C物體的合外力就是向心力 D物體的合力方向始終與其運動方向不垂直(最低點除外),解析：物體與圓心O連線轉(zhuǎn)過角度時，物體受力如圖所示，F(xiàn)N與mg的合力不為零，故A錯誤又FN與G的夾角是變化的，且合力的方向因為有mgcos 的存在不會始終指向圓心，故B錯誤物體沿半徑方向上的合力才是向心力，即FnFNmgsin ，故C錯誤物體在兩個方向上受力，指向圓心方向：FnFNmgsin ，沿切線方向：Ftmgcos ，故D正確,3如圖所示，甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3.若甲輪的角速度為1，則丙輪的角速度為( ),題組二 勻速圓周運動物理量間的關(guān)系,4某石英表中的分針與時針可視為做勻速轉(zhuǎn)動，分針的長度是時針長度的1.5倍，則下列說法中正確的是( ) A分針的角速度與時針的角速度相等 B分針的角速度是時針的角速度的60倍 C分針端點的線速度是時針端點的線速度的18倍 D分針端點的向心加速度是時針端點的向心加速度的1.5倍,5下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是( ) A當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時，它將做背離圓心的圓周運動 C做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將沿切線方向做直線運動 D做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將做曲線運動,題組三 離心現(xiàn)象,解析：在慣性參考系下，沒有離心力，故A錯誤；做勻速圓周運動的物體，所受合外力突然消失時，將沿切線方向做勻速直線運動，故B、D錯誤，C正確,6(多選)洗衣機的脫水筒采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是( ) A脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的 B水會從筒中甩出是因為水滴受到的向心力很大 C加快脫水筒轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好 D靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好,1勻速圓周運動的速度大小不變，方向時刻改變，是變加速曲線運動； 2勻速圓周運動的向心加速度大小不變，方向時刻改變，并指向圓心，與線速度垂直 3在勻速圓周運動中，物體所受的合力就是物體做圓周運動的向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小 4在變速圓周運動中，合力一般不指向圓心，合力沿圓周切線方向的分力改變速度的大小，沿半徑方向的分力改變速度的方向 5無論勻速圓周運動還是非勻速圓周運動，沿半徑指向圓心的合力均為向心力,小思考 微總結(jié),研細核心點 練透經(jīng)典題,1同軸轉(zhuǎn)動 各點共軸轉(zhuǎn)動時，角速度相同，因此周期也相同由于各點半徑不一定相同，線速度、向心加速度大小也不一定相同 2皮帶傳動 當(dāng)皮帶不打滑時，兩輪邊緣各點線速度大小相等由于各點半徑不同，角速度、周期、向心加速度等都不相同,考點一 圓周運動的運動學(xué)問題,調(diào)研1 如圖所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機的上端有一半徑r01.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而為發(fā)電機提供動力自行車車輪的半徑R135 cm，小齒輪的半徑R24.0 cm，大齒輪的半徑R310.0 cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動),試題調(diào)研,解題探究 1描述圓周運動的物理量線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速有何關(guān)系？ 2大齒輪、小齒輪、車輪、摩擦小輪如何傳動，有何特點？ 提示：大齒輪和小齒輪通過鏈條傳動，邊緣點的線速度大小相等；小齒輪與車輪是同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等；車輪與摩擦小輪是通過摩擦傳動，邊緣點的線速度大小相等,解析 大、小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動原理相同，兩輪邊緣各點的線速度大小相等，由v2nr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比；小齒輪和車輪同軸轉(zhuǎn)動，兩輪上各點的轉(zhuǎn)速相同大齒輪和小齒輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為n1n小R2R3.車輪與小齒輪之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系為n車n小車輪與摩擦小輪之間的關(guān)系為n車n2r0R1.由以上各式可解出大齒輪和摩擦小輪之間的轉(zhuǎn)速之比為n1n22175. 答案 2175,1高中階段所接觸的傳動主要有：(1)皮帶傳動(線速度大小相等)；(2)同軸傳動(角速度相等)；(3)齒輪傳動(線速度大小相等)；(4)摩擦傳動(線速度大小相等) 2傳動裝置的特點：(1)同軸傳動：固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點的角速度相同；(2)皮帶傳動、齒輪傳動和摩擦傳動：皮帶(或齒輪)傳動和不打滑的摩擦傳動的兩輪邊緣上各點線速度大小相等,名師歸納點題破疑,11.如圖為汽車繞O點轉(zhuǎn)變時兩個后輪運動情況的示意圖若在轉(zhuǎn)彎過程中左輪繞兩輪軸線轉(zhuǎn)動角速度為1，右輪繞兩輪軸線轉(zhuǎn)動角度為2，且車輪不打滑，則在任一時刻( ) A2大于1 B2小于1 C2等于1 D2可能大于1，也可能小于1,類題練熟,12. (多選)如圖所示為皮帶傳動裝置，右輪半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，軸的半徑是2r，b點在軸上，到軸心的距離為r，c點和d點分別位于軸和輪的邊緣上，若轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑，則( ) Aa點和b點的線速度大小相等 Ba點和b點的角速度大小相等 Ca點和c點的線速度大小相等 Da點和d點的向心加速度大小相等,1向心力的來源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力 2軌道的確定 確定圓周運動的軌道所在的平面，確定圓心的位置尋找與半徑相關(guān)的已知量,考點二 圓周運動的動力學(xué)問題,3受力分析 分析物體的受力，畫出物體受力示意圖，利用力的合成或分解把力分解到三個方向上 與軌道圓垂直的方向，此方向受力平衡 軌道圓的切線方向，勻速圓周運動中此方向受力平衡；變速圓周運動中速度最大或最小的點，此方向也受力平衡 軌道圓的徑向，此方向合力指向圓心即向心力，使用牛頓第二定律 根據(jù)三個方向上所列方程求解,調(diào)研2 (2014新課標(biāo)全國卷)(多選)如圖，兩個質(zhì)量均為m的小木塊A和B(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，A與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l，B與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是( ),試題調(diào)研,解題探究 1題目中“緩慢加速轉(zhuǎn)動”如何理解？勻速圓周運動的規(guī)律還適用嗎？ 提示：“加速轉(zhuǎn)動”可理解為角速度增大，“緩慢”可理解為在轉(zhuǎn)過角度較小時，角速度不變可視為做勻速圓周運動 2木塊A、B未滑動時，所受的靜摩擦力哪個大？隨著轉(zhuǎn)速增大，圓盤對哪個木塊的靜摩擦力先達到最大值？ 提示：根據(jù)fF向m2r可知，由于B的半徑大，圓盤對B的靜摩擦力大，且隨著轉(zhuǎn)速增大，B的靜摩擦力先達到最大值,答案 AC,已知量的分析 圓周運動題目中常出現(xiàn)兩類已知量：一是長度，二是角度“長度”已知量一般與圓周運動的半徑相關(guān)聯(lián)；“角度”已知量與力的矢量三角形相關(guān)聯(lián)，有時也與半徑相關(guān)聯(lián)“長度”、“角度”已知量與半徑和力的相關(guān)性，是解題的重要線索,名師歸納點題破疑,21.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些汽車的運動可看做是半徑為R的圓周運動設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L.已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于( ),類題練熟,22.m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點)，A為終端皮帶輪，如圖所示已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會打滑，當(dāng)m可被水平拋出時，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是( ),圓周運動中的兩個常見模型,1模型特征 在重力和彈力(可以是支持力，也可以是繩子的拉力)的合力提供向心力的情況下，物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這一類問題屬于圓錐擺模型,模型一：圓錐擺模型,經(jīng)典范例1 如圖所示，長度不同的兩根輕繩L1與L2，一端分別連接質(zhì)量為m1和m2的兩個小球，另一端懸于天花板上的同一點O，兩小球質(zhì)量之比m1m212，兩小球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，繩L1、L2與豎直方向的夾角分別為30與60，下列說法中正確的是( ) A繩L1、L2的拉力大小之比為13 B小球m1、m2運動的向心力大小之比為16 C小球m1、m2運動的周期之比為21 D小球m1、m2運動的線速度大小之比為12,答案 B,比較兩個圓周運動的各物理量之間的關(guān)系時，實際上就是找出兩個圓周運動之間存在的隱含的相同因素，然后用控制變量法即可判斷各物理量的關(guān)系,多維思考技法提煉,針對訓(xùn)練1 (多選)如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，有兩個質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是( ) A球A的線速度必定大于球B的線速度 B球A的角速度必定小于球B的角速度 C球A的運動周期必定小于球B的運動周期 D球A對筒壁的壓力必定大于球B對筒壁的壓力,物體在豎直面內(nèi)做的圓周運動是一種典型的變速曲線運動，該類運動常見的模型有兩種輕繩模型和輕桿模型，分析比較如下：,模型二：豎直面內(nèi)的輕繩、輕桿模型,經(jīng)典范例2 (2015河北石家莊質(zhì)檢)(多選)如圖所示，A是半徑為r的圓形光滑軌道，固定在木板B上豎直放置；B的左右兩側(cè)各有一光滑擋板固定在地面上，使其不能左右運動，小球C靜止放在軌道最低點，A、B、C質(zhì)量相等現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v0，使小球在圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運動，為保證小球能通過軌道的最高點，且不會使B離開地面，初速度v0必須滿足(重力加速度為g)( ),多維思考技法提煉,針對訓(xùn)練2 (2015信陽模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，已知重力加速度為g，空氣阻力不計，則( ),