高考物理二輪復(fù)習(xí)之圓周運(yùn)動

1、二輪專題復(fù)習(xí)之二輪專題復(fù)習(xí)之圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動勻速圓勻速圓周運(yùn)動周運(yùn)動變速圓變速圓周運(yùn)動周運(yùn)動受力特征：受力特征：典型模型典型模型受力特征：受力特征：典型模型典型模型衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動核外電子繞原子核轉(zhuǎn)動核外電子繞原子核轉(zhuǎn)動帶電粒子在洛侖茲力作用下的運(yùn)動帶電粒子在洛侖茲力作用下的運(yùn)動圓錐擺圓錐擺豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動復(fù)合場中的圓周運(yùn)動復(fù)合場中的圓周運(yùn)動F F合合大小不變，方向始終指向圓心大小不變，方向始終指向圓心運(yùn)動特征：運(yùn)動特征： 加速度大小不變，方向始終指向圓心的加速度大小不變，方向始終指向圓心的變加速曲線運(yùn)動變加速曲線運(yùn)動F合合沿半徑方向的分力向心力

2、，沿切線沿半徑方向的分力向心力，沿切線方向的分力以改變速度的大小方向的分力以改變速度的大小加速度的大小及方向都在變化的加速度的大小及方向都在變化的變加速曲線運(yùn)動變加速曲線運(yùn)動運(yùn)動特征：運(yùn)動特征：知識網(wǎng)絡(luò)知識網(wǎng)絡(luò)向心力公式的應(yīng)用向心力公式的應(yīng)用過最高點(diǎn)（或等效最高點(diǎn)）的臨界條件的判斷過最高點(diǎn)（或等效最高點(diǎn)）的臨界條件的判斷功能關(guān)系的應(yīng)用功能關(guān)系的應(yīng)用幾何作圖及數(shù)學(xué)知識的運(yùn)用幾何作圖及數(shù)學(xué)知識的運(yùn)用主要考點(diǎn)主要考點(diǎn)1 1、20132013年年1212月，嫦娥三號經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道在月，嫦娥三號經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道在P P點(diǎn)調(diào)整后點(diǎn)調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月圓形軌道進(jìn)入環(huán)月圓形軌道1 1，調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月橢圓軌道，調(diào)整

3、后進(jìn)入環(huán)月橢圓軌道2 2，進(jìn)一步調(diào)整，進(jìn)一步調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月圓形軌道后進(jìn)入環(huán)月圓形軌道3 3。有關(guān)嫦娥三號下列說法正確的是。有關(guān)嫦娥三號下列說法正確的是A A在地球的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度在地球的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B B在軌道在軌道1 1運(yùn)行時(shí)的速度大于在軌道運(yùn)行時(shí)的速度大于在軌道3 3運(yùn)行時(shí)的速度運(yùn)行時(shí)的速度C C由軌道由軌道1 1進(jìn)入軌道進(jìn)入軌道2 2需要在需要在P P點(diǎn)處減速點(diǎn)處減速DD分別由軌道分別由軌道1 1與軌道與軌道2 2經(jīng)經(jīng)P P點(diǎn)時(shí)，加速度相同點(diǎn)時(shí)，加速度相同123PQ熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)一：衛(wèi)星問題熱點(diǎn)一：衛(wèi)星問題衛(wèi)星運(yùn)動問題的幾個(gè)考點(diǎn)衛(wèi)星運(yùn)動問題的幾個(gè)考點(diǎn)二

4、、宇宙速度二、宇宙速度三、衛(wèi)星的變軌三、衛(wèi)星的變軌四、衛(wèi)星的能量四、衛(wèi)星的能量一、根據(jù)一、根據(jù) 討論衛(wèi)星討論衛(wèi)星 轉(zhuǎn)動的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系轉(zhuǎn)動的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系222224MmvrGmammrmrrT22MmvGmrr當(dāng)當(dāng) 時(shí)，作近心運(yùn)動（遠(yuǎn)地點(diǎn)）時(shí)，作近心運(yùn)動（遠(yuǎn)地點(diǎn)）當(dāng)當(dāng) 時(shí)，作離心運(yùn)動（近地點(diǎn)）時(shí)，作離心運(yùn)動（近地點(diǎn)）22MmvGmrr軌道半徑越大，動能越小，勢能越大，總能軌道半徑越大，動能越小，勢能越大，總能量越大量越大2、氫原子輻射出一個(gè)光子后，下列判斷下確的是：、氫原子輻射出一個(gè)光子后，下列判斷下確的是：A、電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增

5、大、電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大B、電子的動能減小、電子的動能減小C、氫原子的電勢能增大、氫原子的電勢能增大D、氫原子的能級減小、氫原子的能級減小熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)一：與衛(wèi)星問題相似的模型熱點(diǎn)一：與衛(wèi)星問題相似的模型 如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R R的光滑圓形軌道的光滑圓形軌道豎直放置，一質(zhì)量為豎直放置，一質(zhì)量為mm的小球從軌道下端的小球從軌道下端的開口處進(jìn)入軌道，要小球不脫離軌道，的開口處進(jìn)入軌道，要小球不脫離軌道，小球的初速度小球的初速度v0 0為多大？為多大？Rv0O熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動解：在最高點(diǎn)有：解：在最高點(diǎn)有：2vmgmR從最低點(diǎn)

6、到最高點(diǎn)，由動能定理得：從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動能定理得：22011222mg Rmvmv 變式一：變式一：如果把輕桿換成光滑管形圓軌道，且軌道半徑為如果把輕桿換成光滑管形圓軌道，且軌道半徑為R（管徑遠(yuǎn)小于（管徑遠(yuǎn)小于R），小球的質(zhì)量為），小球的質(zhì)量為m，其直徑略小于管徑，能在，其直徑略小于管徑，能在管中無摩擦運(yùn)動。管中無摩擦運(yùn)動。 則：則：（1）小球在最低點(diǎn)的速度）小球在最低點(diǎn)的速度v0至少多大時(shí)，至少多大時(shí)， 才能使小球在管內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動？才能使小球在管內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動？（2）當(dāng)小球在最低點(diǎn)的速度）當(dāng)小球在最低點(diǎn)的速度 時(shí)，時(shí)， 小球在軌道最高點(diǎn)對軌道是否有壓力？小球在軌道最高點(diǎn)對軌道

7、是否有壓力？ 若有，是對內(nèi)軌還是對內(nèi)軌有壓力？若有，是對內(nèi)軌還是對內(nèi)軌有壓力？06vgRv0熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動201(1)22mg Rmv2vNmgmRNmg在最高點(diǎn)有:方向向下22011(2)2222mvmvmg RvgR解得vmgmgN N 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的兩種臨界問題的比較豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的兩種臨界問題的比較 最高點(diǎn)無支撐最高點(diǎn)無支撐最高點(diǎn)有支撐最高點(diǎn)有支撐 實(shí)例實(shí)例 球與繩、水流星、球與繩、水流星、翻滾過山翻滾過山車車 球與桿、車過拱橋、球過豎直管道、球與桿、車過拱橋、球過豎直管道、套在圓環(huán)上的物體等套在圓環(huán)上的物體等 圖示圖示 小球

8、受小球受的彈力的彈力 過最高過最高點(diǎn)條件點(diǎn)條件2vmgmR0v 向下的拉力或壓力向下的拉力或壓力vgR時(shí)桿向下拉或管外壁向下壓時(shí)桿向下拉或管外壁向下壓vgR時(shí)桿向上推或管內(nèi)壁向上壓時(shí)桿向上推或管內(nèi)壁向上壓變式二：變式二：若讓小球帶上正電，電荷量為若讓小球帶上正電，電荷量為q，在空，在空間加一個(gè)豎直方向、電場強(qiáng)度為間加一個(gè)豎直方向、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，的勻強(qiáng)電場，要小球能做完整的圓周運(yùn)動，小球的初速度要小球能做完整的圓周運(yùn)動，小球的初速度v0為為多大？多大？Rv0O熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動情況一：若電場方向向下，則：情況一：若電場方向向下，則：2v

9、mgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情況二：若電場方向向上且情況二：若電場方向向上且mgqE，則：，則：2vmgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情況三：若電場方向向上且情況三：若電場方向向上且mg0mgmgqEvmgmgqEvmgmgqEv0變式三：變式三：若讓小球帶上正電，電荷量為若讓小球帶上正電，電荷量為q，在虛線右邊空間加一個(gè)，在虛線右邊空間加一個(gè)水平向右、電場強(qiáng)度為水平向右、電場強(qiáng)度為E=3mg/4q的勻強(qiáng)電場，的勻強(qiáng)電場，mg qEROv0222(1) ()()vmgqEmR22011(1 sin )(1 cos )22qERmgRmvmvmg q

10、E(1)(1)要使小球做完整的圓周運(yùn)動，小球的要使小球做完整的圓周運(yùn)動，小球的 初速度為多大？初速度為多大？(2)(2)運(yùn)動中軌道對小球的最大壓力多大？運(yùn)動中軌道對小球的最大壓力多大？22011(2)(1 sin )(1 cos )22mqERmgRmvmv222()()mvNqEmgmR處理粒子在電場和重力場的復(fù)合場中運(yùn)動的幾個(gè)要點(diǎn)：處理粒子在電場和重力場的復(fù)合場中運(yùn)動的幾個(gè)要點(diǎn)：1 1、用等效的方法理解、用等效的方法理解“最高點(diǎn)最高點(diǎn)”和和“最低點(diǎn)最低點(diǎn)”： 在在“最高點(diǎn)最高點(diǎn)”：重力和電場力的合力方向指向圓心：重力和電場力的合力方向指向圓心 在在“最低點(diǎn)：重力和電場力的合力的反方向指向圓

11、心最低點(diǎn)：重力和電場力的合力的反方向指向圓心2 2、無支撐恰能過、無支撐恰能過“最高點(diǎn)最高點(diǎn)”的條件：的條件： 彈力彈力N=0N=0，向心力由重力和電場力的合力提供。，向心力由重力和電場力的合力提供。3 3、應(yīng)用動能定理時(shí)要注意找準(zhǔn)電場力和重力方向上的位移。、應(yīng)用動能定理時(shí)要注意找準(zhǔn)電場力和重力方向上的位移。如圖所示，如圖所示，AB為一塊金屬板，其邊長為為一塊金屬板，其邊長為a，在距，在距A點(diǎn)點(diǎn) 處開處開有一小孔，板的上方有一邊長為有一小孔，板的上方有一邊長為a的正三角形有界勻強(qiáng)磁場，的正三角形有界勻強(qiáng)磁場，A點(diǎn)的正下方有一個(gè)正電荷，由于金屬板的作用，正電荷產(chǎn)生的點(diǎn)的正下方有一個(gè)正電荷，由于金

12、屬板的作用，正電荷產(chǎn)生的電場不能進(jìn)入金屬板的上方。另有一帶電量為電場不能進(jìn)入金屬板的上方。另有一帶電量為+q的粒子從距的粒子從距A點(diǎn)正下方點(diǎn)正下方 處以初速度處以初速度v0水平射出后，能沿如圖水平射出后，能沿如圖 的虛線做圓周運(yùn)動并穿過小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)的虛線做圓周運(yùn)動并穿過小孔進(jìn)入磁場，不計(jì) 重力，靜電力恒量為重力，靜電力恒量為K，求：，求：ABCD3 / 2a3 / 2a熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動（1 1）A A處的正電荷所帶的電荷量；處的正電荷所帶的電荷量；（2 2）要使粒子能從）要使粒子能從ACAC射出，求勻強(qiáng)磁射出，求勻強(qiáng)

13、磁 場的磁感應(yīng)強(qiáng)度場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的取值。的取值。v0變式一：變式一：若磁感應(yīng)強(qiáng)度若磁感應(yīng)強(qiáng)度B為定值，正為定值，正電荷以不同的速度從電荷以不同的速度從D點(diǎn)垂直點(diǎn)垂直AB射入，射入，要使粒子能從要使粒子能從AC射出，求入射速度射出，求入射速度的取值。的取值。ABCD變式二：變式二：若正電荷從若正電荷從AB中點(diǎn)以相同中點(diǎn)以相同速度速度v0沿不同方向入射，要使所有電沿不同方向入射，要使所有電荷能從荷能從AB邊射出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度邊射出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值。的取值。ABC熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動臨界條件的確定：臨界條件的確定： 作圓

14、與邊界的切線作圓與邊界的切線主要錯(cuò)因：主要錯(cuò)因： 1、軌跡畫反（洛侖茲力判反）、軌跡畫反（洛侖茲力判反） 2、作圖不規(guī)范（不用圓規(guī)作圖）、作圖不規(guī)范（不用圓規(guī)作圖） 3、三角函數(shù)不過關(guān)、三角函數(shù)不過關(guān)多個(gè)粒子在同一磁場中的運(yùn)動處理方法多個(gè)粒子在同一磁場中的運(yùn)動處理方法 作動態(tài)圓作動態(tài)圓熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動熱點(diǎn)三：帶電粒子在電磁場中的圓周運(yùn)動如圖所示的空間分為如圖所示的空間分為I、兩個(gè)區(qū)域，邊界兩個(gè)區(qū)域，邊界AD與邊界與邊界AC的夾角的夾角為為300，邊界，邊界AC與與MN平行，平行，I、區(qū)域均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為區(qū)域均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，區(qū)域?qū)挾葹閰^(qū)域?qū)挾葹閐，邊界，邊界AD上的上的P點(diǎn)與點(diǎn)與A點(diǎn)間距離為點(diǎn)間距離為2d一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為+q的粒子以速度的粒子以速度v=2Bqd/m，沿紙面與邊界，沿紙面與