《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第四章 第3节 圆周运动 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第四章 第3节 圆周运动 .ppt（61页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第3节 圆周运动,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量,基础过关 紧扣教材自主落实,运动,转动,一周,圈数,圆心,2r,2.匀速圆周运动,(1)定义:在 相等时间内通过的 都相等的圆周运动. (2)特点:速度大小不变,方向时刻发生变化,加速度大小 ,方向始终指向 ,是变加速运动. (3)条件:合外力大小 、方向始终与 方向垂直且指向圆心.,任意,弧长,不变,圆心,不变,速度,二、匀速圆周运动的向心力,1.作用效果:产生向心加速度,只改变速度的 ,不改变速度的 .,方向,大小,m2r,3.方向:始终沿半径方向指向 ,时刻在改变,即向心力是一个变力. 4.
2、来源:物体受到的力提供,可以是一个力,也可以是几个力的 ,还可以是一个力的 .,圆心,合力,分力,三、离心现象,1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然 或 所需的向心力的情况下,所做的逐渐远离圆心的运动.,消失,不足以提供,2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周 方向飞出去的趋势.,切线,3.受力特点,(1)当F=mr2时,物体做匀速圆周运动; (2)当F=0时,物体沿 飞出; (3)当Fmr2时,物体逐渐远离圆心.,切线方向,(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)物体做匀速圆周运动时,其角速度是不变的.( ) (3)物体做匀速圆周运
3、动时,其合外力是不变的.( ) (4)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因.( ) (5)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度,比较物体绕圆心转动的快慢,看周期或角速度.( ),A.A点与C点的角速度大小相等 B.A点与C点的线速度大小相等 C.B点与C点的角速度大小之比为21 D.B点与C点的向心加速度大小之比为14,BD,A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg,D,4.(多选)如图所示,两个圆锥内壁光滑,竖直放置在同一水平面上,圆锥母线与竖直方向夹角分别为30和60,有A,B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ),CD,考点一 圆周运动中的运动
4、学分析,1.圆周运动各物理量间的关系,考点研析 核心探究重难突破,2.对公式v=r的理解,(1)当r一定时,v与成正比. (2)当一定时,v与r成正比. (3)当v一定时,与r成反比.,当v一定时,a与r成反比;当一定时,a与r成正比.,【典例1】 如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RBRC=32,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来.a,b,c分别为三轮边缘的三个点,则a,b,c三点在运动过程中的( ) A.线速度大小之比为322 B.角速度之比为332 C.转速之
5、比为232 D.向心加速度大小之比为964,D,【针对训练1】 (多选)如图所示为皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,图中大轮的半径是4r,小轮的半径是2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则( ) A.a点和b点的线速度大小相等 B.a点和b点的角速度大小相等 C.a点和c点的线速度大小相等 D.a点和d点的向心加速度大小相等,CD,【针对训练2】 汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆,如图甲所示,其示意图如乙所示,可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点,下端固定于箱内O点,B也为后盖上一点,后盖可绕过
6、O点的固定铰链转动,在合上后备箱盖的过程中( ) A.A点相对O点做圆周运动 B.A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等 C.A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等 D.A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等,C,解析:在合上后备箱盖的过程中,OA的长度是变化的,因此A点相对O点不是做圆周运动,选项A错误;在合上后备箱盖的过程中,A点与B点都是绕O点做圆周运动,相同的时间绕O点转过的角度相同,即A点与B点相对O点的角速度相等,但是OB大于OA,根据v=r,所以B点相对于O点转动的线速度大,故选项B错误,C正确;根据向心加速度公式a=r2可知,B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的
7、向心加速度,故选项D错误.,考点二 圆周运动中的动力学分析,1.解决圆周运动的动力学问题需做好的三个分析,(1)几何关系分析:确定圆周运动的轨道平面、圆心、半径等.,(2)运动分析:确定圆周运动的线速度、角速度、周期等. (3)受力分析:确定物体所受外力,利用力的合成与分解知识,表示出物体做圆周运动时,哪些力提供向心力.,2.圆周运动中向心力与合力的关系,(1)匀速圆周运动,(2)变速圆周运动,【典例2】如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合.转台以一定角速度匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐
8、一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO之间的夹角为60.重力加速度大小为g.,(1)若=0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求0;,(2)若=(1+k)0,且0k1,求小物块受到的摩擦力大小和方向.,【针对训练1】 (2018河北保定一模)(多选)如图所示,竖直平面内有一光滑圆环,圆心为O,OA连线水平,AB为固定在A,B两点间的光滑直杆,在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M,N.先后让小球M,N以角速度和2随圆环一起绕竖直直径BD做匀速圆周运动.则( ) A.小球M第二次的位置比第一次时离A点近 B.小球M第二次的位置比第一次时离B点近 C.小球N第二次的竖直位置比第一次时高 D.小球N
9、第二次的竖直位置比第一次时低,BC,【针对训练2】 (多选)如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为RA=r,RB=2r,与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( ),ABC,考点三 水平面内的圆周运动,1.运动模型:圆锥摆、火车转弯、汽车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周运动飞行等.,2.运动特点,(1)运动轨迹是水平面内的圆. (2)合力沿水平方向指向圆心,提供向心力.,【典例3】 如图所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的上方h(A点)处固
10、定细绳的一端,细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长l大于h,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动.当转动的角速度逐渐增大时,下列说法正确的是( ),C,运动过程图示(1)当转动的角速度较小时,水平面对小球有支持力作用;当转动的角速度较大时,小球将离开水平面. (2)小球做匀速圆周运动的半径r与绳长l之间的关系,可由几何知识来 确定. (3)小球对水平面的压力为零,是小球将离开水平面的临界条件,此时,小球的合力由自身的重力及细绳的拉力合成来确定.,题组训练,1.圆锥摆模型如图所示,用一根细绳一端系一个小球,另一端固定,给小球不同的初速度,使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动,则下列细绳拉
11、力F、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度a、线速度v与角速度平方2的关系图像正确的是( ),A,2.火车转弯问题(多选)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关.还与火车在弯道上的行驶速度v有关.下列说法正确的是( ) A.速率v一定时,r越小,要求h越大 B.速率v一定时,r越大,要求h越大 C.半径r一定时,v越小,要求h越大 D.半径r一定时,v越大,要求h越大,AD,考点四 竖直面内的圆周运动,1.通过“轻绳”或“轻杆”使物体在竖直面内做圆周运动,其施力特点不同.“轻绳”只能对小球产生拉力,而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球
12、产生支持力.,2.最高点的临界问题,【典例4】如图所示 ,质量为60 kg的运动员,做“双臂大回环”用双手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.此过程中,运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力,g=10 m/s2)( ) A.600 N B.2 400 N C.3 000 N D.3 600 N,C,审题图示,方法技巧,(1)定模型:首先判断是轻绳模型还是轻杆模型,两种模型过最高点的临界条件不同.,(3)受力分析:明确物体在最高点或最低点的受力情况,根据牛顿第二定律列出方程,F合=F向. (4)状态联系:应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程.,竖直面内
13、的圆周运动的解题注意点,题组训练,1.轻绳类质量为25 kg的杂技演员坐在秋千板上,杂技演员离系绳子的横梁2.5 m.如果让演员能在竖直面内做圆周运动,演员在最低点时的速度至少为(空气阻力不计,g=10 m/s2)( ),C,2. “轻杆”类(2019河北石家庄质检)如图所示,长为3L的轻杆可绕光滑水平转轴O转动,在杆两端分别固定质量均为m的球A,B,球A距轴O的距离为L.现给系统一定能量,使杆和球在竖直平面内转动,当球B运动到最高点时,水平转轴O对杆的作用力恰好为零,忽略空气阻力,已知重力加速度为g,则球B在最高点时,下列说法正确的是( ),C,核心素养,【思维拓展】 斜面上圆周运动的临界问
14、题,素养提升 学科素养演练提升,在斜面上做圆周运动的物体,所受的控制因素不同,如静摩擦力控制、绳控制、杆控制;物体的受力情况和所遵循的规律也不相同.,C,类型一 静摩擦力控制下的圆周运动,【示例2】如图所示,在倾角为的光滑斜面上,有一长为l的细绳,细绳的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离sOC=L,求:,类型二 轻绳控制下的圆周运动,(1)小球通过最高点A时的速度vA; (2)在最高点A和最低点B时细绳上拉力之差;,(3)小球运动到A点或B点时细绳断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离相等,则l和L应满足什么关系?,高考模
15、拟,1.(2018浙江4月选考)A,B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图),在相同时间内,它们通过的路程之比是43,运动方向改变的角度之比是32,则它们( ) A.线速度大小之比为43 B.角速度大小之比为34 C.圆周运动的半径之比为21 D.向心加速度大小之比为12,A,2.(2018江苏卷,6)(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10.在此10 s时间内,火车( ) A.运动路程为600 m B.加速度为零 C.角速度约为1 rad/s D.转弯半径约为3.4 km,AD,3. (2014全国卷,20)(多选)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示转盘转动的角速度,下列说法正确的是( ),AC,点击进入 课时训练,