高考物理復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動3圓周運(yùn)動市賽課公開課一等獎省名師獲獎?wù)n件

第四章曲線運(yùn)動第3講圓周運(yùn)動1/422/421.知道圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，了解描述勻速圓周運(yùn)動物理量及其關(guān)系．2.了解向心力概念，能分析向心力起源，能利用向心力公式進(jìn)行計(jì)算．3.能分析水平面內(nèi)、豎直平面內(nèi)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)圓周運(yùn)動問題．4.知道離心運(yùn)動及其產(chǎn)生原因，能分析生活中離心現(xiàn)象．3/421.圓周運(yùn)動：運(yùn)動軌跡是______運(yùn)動．物體在做轉(zhuǎn)動時，除轉(zhuǎn)動軸外，其上任一點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動．做圓周運(yùn)動物體，線速度方向在圓周________方向，且時刻改變．圓周運(yùn)動是________運(yùn)動．2.勻速圓周運(yùn)動：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，假如在__________時間里經(jīng)過圓弧長度s相等(即線速度大小不變)，就是做勻速圓周運(yùn)動．勻速圓周運(yùn)動是“________”圓周運(yùn)動，是變速運(yùn)動．圓切線變速

任意相等勻速率

4/425/42ωR

ωv

6/42合外力

man

效果消失向心力圓心

7/428/421.圓周運(yùn)動各物理量間關(guān)系圓周運(yùn)動運(yùn)動學(xué)問題

9/4210/424.常見三種傳動方式及特點(diǎn)(1)皮帶傳動：如圖甲、乙所表示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB.(2)摩擦傳動：如圖所表示，兩輪邊緣接觸，接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB.

11/42(3)同軸傳動：如圖甲、乙所表示，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動物體，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v與r成正比．

12/42典題演示1(·金陵中學(xué))如圖所表示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不一樣，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比為RB∶RC＝3∶2，A輪半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當(dāng)A輪繞過其中心豎直軸轉(zhuǎn)動時，因?yàn)槟Σ磷饔?，B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來．a(chǎn)、b、c分別為三輪邊緣三個點(diǎn)，則a、b、c三點(diǎn)在運(yùn)動過程中()A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶4

D

13/4214/421.求解圓周運(yùn)動動力學(xué)問題做好“三分析”一是幾何關(guān)系分析，目標(biāo)是確定圓周運(yùn)動圓心、半徑等；二是運(yùn)動分析，目標(biāo)是表示出物體做圓周運(yùn)動所需要向心力公式(用運(yùn)動學(xué)量來表示)；三是受力分析，目標(biāo)是利用力合成與分解知識，表示出物體做圓周運(yùn)動時外界所提供向心力．圓周運(yùn)動中動力學(xué)問題15/422.圓周運(yùn)動問題解題步驟16/42典題演示2(·揚(yáng)州一模改編)夏季游樂場“飛舟沖浪”項(xiàng)目受到游客歡迎，簡化模型如圖，一游客(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一水平速度v0從A點(diǎn)出發(fā)沿光滑圓軌道運(yùn)動，至B點(diǎn)時脫離軌道，最終落在水面上C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．以下說法中正確是()A.在A點(diǎn)時，游客對圓軌道壓力等于其重力B.在B點(diǎn)時，游客向心加速度為g

C.B到C過程，游客做變加速運(yùn)動D.A到B過程，游客水平方向加速度先增大后減小D17/42【解析】在A點(diǎn)，游客含有豎直向下向心加速度，此瞬間處于失重狀態(tài)，對軌道壓力小于其重力，故A錯誤；游客在B點(diǎn)剛離開軌道，則游客對圓軌道壓力為零，游客向心加速度小于g，故B錯誤；從B到C過程，游客只受重力作用，做勻變速曲線運(yùn)動，故C錯誤；游客在A點(diǎn)時協(xié)力沿豎直方向，在B點(diǎn)時協(xié)力也沿豎直方向，但在中間過程某點(diǎn)支持力卻有水平向右分力，所以游客水平方向加速度必定先增大后減小，故D正確．18/421.實(shí)例特點(diǎn)(1)運(yùn)動軌跡是圓．(2)向心力方向沿半徑指向圓心．(3)向心力起源：一個力或幾個力協(xié)力或某個力分力．勻速圓周運(yùn)動實(shí)例分析19/422.運(yùn)動實(shí)例：汽車、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等．(1)汽車(或自行車)在水平路面上轉(zhuǎn)變：此時路面對汽車(或自行車)靜摩擦力提供向心力，這個力作用是用來改變汽車(或自行車)行駛方向．(2)火車拐彎：如圖所表示，在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，火車駛過轉(zhuǎn)彎處時，鐵軌對火車支持力FN方向不再是豎直，而是斜向彎道內(nèi)側(cè)，它與重力G協(xié)力指向圓心，提供火車轉(zhuǎn)彎時所需向心力．20/42設(shè)內(nèi)、外軌間距離為L，內(nèi)、外軌高度差為h，火車轉(zhuǎn)彎半徑為R，火車轉(zhuǎn)彎要求速度為v0，如圖所表示，可得向心力為

21/4222/4223/42A24/42【解析】小車拐彎時，需要力來提供向心力，B、D選項(xiàng)圖中兩輪子高度一直相同，軌道對它支持力不能提供向心力，B、D選項(xiàng)錯誤；A項(xiàng)圖中小車拐彎時a側(cè)車輪將高于b側(cè)車輪，軌道對小車彈力斜向右上方，彈力沿水平方向分力能夠來提供向心力，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤．25/42從圖能夠得到以下結(jié)論：(1)做圓周運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)合外力消失時，它就以這一時刻速度沿切線方向飛去．(2)當(dāng)合外力突然減小為某一個值時，物體將會在切線方向與圓周之間做離心運(yùn)動．離心運(yùn)動問題

26/42注意：①做離心運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)不存在所謂“離心力”作用，因?yàn)闆]有任何物體提供這種力(不論是以什么方式命名力，只要是真實(shí)存在，一定有施力物體)．②離心運(yùn)動學(xué)特征是逐步遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動，動力學(xué)特征是合外力消失或不足以提供所需向心力．③若提供向心力大于物體所需向心力時，表現(xiàn)為向心運(yùn)動趨勢(離圓心越來越近)．27/42C

28/42【解析】當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加緊到兩物體剛要發(fā)生滑動時，乙靠甲拉力與圓盤最大靜摩擦力協(xié)力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動，松手后，乙所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動所需要向心力，乙要發(fā)生相對滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)，不過甲所需要向心力小于甲最大靜摩擦力，所以甲仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài)，C正確．29/4230/421.如圖所表示，兩個嚙合齒輪，小齒輪半徑為10cm，大齒輪半徑為20cm，大齒輪中C點(diǎn)離圓心O2距離為10cm，A、B分別為兩個齒輪邊緣上點(diǎn)，則A、B、C三點(diǎn)()A.線速度之比為1∶1∶1B.角速度之比為1∶1∶1C.向心加速度之比為4∶2∶1D.轉(zhuǎn)動周期之比為2∶1∶1C31/4232/422.(·無錫一模)如圖所表示，一個內(nèi)壁光滑圓錐面軸線OO′是豎直，頂點(diǎn)O在下方，錐角為2α.若有兩個相同小球A與B(均視為質(zhì)點(diǎn))在圓錐內(nèi)壁上沿不一樣軌道做勻速圓周運(yùn)動，則有()A.A與B動能相同B.A與B運(yùn)動周期相同C.錐壁對A與B支持力大小相等D.A與B兩球向心加速度aA<aB

C33/4234/42

D35/4236/424.(·鹽城中學(xué))如圖所表示裝置中，A、B兩球質(zhì)量都為m，且繞豎直軸做一樣圓錐擺運(yùn)動，木塊質(zhì)量為2m，則木塊運(yùn)動情況是()

A.靜止不動 B.向下運(yùn)動C.向上運(yùn)動 D.上下振動A

37/42【解析】因兩球質(zhì)量都為m，且繞豎直軸做一樣圓錐擺運(yùn)動，由對稱性可設(shè)A球受其上繩子拉力為T，繩子與圓平面夾角為α，則Tsinα＝mg，所以右邊A、B兩個繩子在豎直方向協(xié)力即上面一根繩子拉力為2Tsinα＝2mg，依據(jù)定滑輪特點(diǎn)知左邊繩子受到向上拉力為2mg，對木塊進(jìn)行受力分析，受到繩子拉力和重力，都為2mg，受力平衡，所以木塊靜止不動，故A選項(xiàng)正確．38/42AC39/42【解析】汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動趨勢，說明此處公路內(nèi)側(cè)較低外側(cè)較高，選項(xiàng)A正確；車速只要低于v0，車輛便有向內(nèi)側(cè)滑動趨勢，但不一定向內(nèi)側(cè)