高中物理復(fù)習(xí)4-3第3講圓周運(yùn)動課件

第3講圓周運(yùn)動課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)會用線速度、角速度、周期描述勻速圓周運(yùn)動．知道勻速圓周運(yùn)動向心加速度的大小和方向．探究影響向心力大小的因素．能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動的向心力．了解生產(chǎn)生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因．物理觀念：知道描述圓周運(yùn)動的物理量的概念．科學(xué)思維：(1)掌握線速度、角速度、向心加速度的公式并能靈活應(yīng)用．(2)會分析圓周運(yùn)動的向心力來源，掌握圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題的分析方法．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過生活實(shí)例，培養(yǎng)運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力．考點(diǎn)一考點(diǎn)一圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)問題【必備知識·自主落實(shí)】1．勻速圓周運(yùn)動：(1)定義：做圓周運(yùn)動的物體，若在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長________，就是勻速圓周運(yùn)動．

實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(2)速度特點(diǎn)：速度的大小________．方向始終與半徑垂直．相等不變2．描述圓周運(yùn)動的物理量：物理量定義、意義公式、單位線速度描述做圓周運(yùn)動的物體沿圓弧運(yùn)動______的物理量(v)角速度描述物體繞圓心________的物理量(ω)快慢m/s轉(zhuǎn)動快慢rad/s周期物體沿圓周運(yùn)動________的時(shí)間(T)向心加速度(1)描述速度______變化快慢的物理量(an)(2)方向指向________一周s方向圓心rω2m/s2

答案：D

2．(多選)[2024·云南大理模擬]綠水青山就是金山銀山，為踐行低碳生活的理念，自行車已成為主要綠色交通工具之一．圖示為自行車的傳動結(jié)構(gòu)的核心部件，大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C，已知三個(gè)點(diǎn)的半徑關(guān)系為rC＝2rA＝4rB，如圖所示，當(dāng)大齒輪勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，下列說法正確的是(

)A.A、B、C三點(diǎn)的線速度大小之比為1∶1∶4B.A、B、C三點(diǎn)的角速度大小之比為2∶1∶1C.A、B、C三點(diǎn)的向心加速度大小之比為1∶2∶8D.A、B、C三點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為2∶1∶1答案：AC解析：大、小齒輪通過鏈條傳動，則A、B兩點(diǎn)線速度大小相等，由v＝rω可知，角速度之比為1∶2，小齒輪和后輪同軸轉(zhuǎn)動，則B、C兩點(diǎn)角速度大小相等，線速度大小之比為1∶4，故A、B、C三點(diǎn)的線速度大小之比為1∶1∶4，三點(diǎn)的角速度大小之比為1∶2∶2，A正確，B錯誤；由a＝rω2可知，A、B、C三點(diǎn)的向心加速度大小之比為1∶2∶8，C正確；由ω＝2πn可知，轉(zhuǎn)速與角速度成正比，故A、B、C三點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為1∶2∶2，D錯誤．

答案：B

3．分析圓周傳動問題要“看”“找”“選”考點(diǎn)二

方向大小mrω2圓心2．離心運(yùn)動和近心運(yùn)動(1)離心運(yùn)動：做圓周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動所需向心力的情況下，就做____________的運(yùn)動．(2)受力特點(diǎn)(如圖)①當(dāng)F＝0時(shí)，物體沿________方向飛出，做勻速直線運(yùn)動．②當(dāng)0<F<mrω2時(shí)，物體逐漸________圓心，做________運(yùn)動．③當(dāng)F>mrω2時(shí)，物體逐漸____________，做________運(yùn)動．(3)本質(zhì)：離心運(yùn)動的本質(zhì)并不是受到離心力的作用，而是提供的力________做勻速圓周運(yùn)動需要的向心力．逐漸遠(yuǎn)離圓心切線遠(yuǎn)離離心向圓心靠近近心小于3．變速圓周運(yùn)動中合力、向心力的特點(diǎn)(如圖)(1)與圓周相切的分力Ft產(chǎn)生切向加速度at，改變線速度的大小，當(dāng)at與v同向時(shí)，速度增大，做加速圓周運(yùn)動，反向時(shí)做減速圓周運(yùn)動．(2)指向圓心的分力Fn提供向心力，產(chǎn)生向心加速度an，改變線速度的________．方向【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】1．常見圓周運(yùn)動情景中向心力來源圖示運(yùn)動模型飛機(jī)水平轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎圓錐擺向心力的來源運(yùn)動模型飛車走壁汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)臺向心力的來源2.圓周運(yùn)動動力學(xué)問題的分析思路

答案：C

答案：D

例3如圖所示，豎直細(xì)桿O點(diǎn)處固定有一水平橫桿，在橫桿上有A、B兩點(diǎn)，且OA＝AB，在A、B兩點(diǎn)分別用兩根等長的輕質(zhì)細(xì)線懸掛兩個(gè)相同的小球a和b，將整個(gè)裝置繞豎直桿勻速轉(zhuǎn)動，則a、b兩球穩(wěn)定時(shí)的位置關(guān)系可能正確的是(

)答案：C

例4[2024·浙江臺州模擬]如圖所示，物體A、B用細(xì)線連接，在同一高度做勻速圓周運(yùn)動，圓心均為點(diǎn)O.在某時(shí)刻，細(xì)線同時(shí)斷裂，兩物體做平拋運(yùn)動，同時(shí)落在水平面上的同一點(diǎn)．連接A、B的細(xì)線長度分別為10l、5l，A、B圓周運(yùn)動的半徑分別為6l、4l，則O點(diǎn)到水平面的高度為(忽略物體的大小和細(xì)線質(zhì)量)(

)A．6l

B．10lC．12l

D．15l答案：C

答案：B

答案：A

情境2問天實(shí)驗(yàn)艙——模型建構(gòu)、科學(xué)思維典例2如圖甲所示，在問天實(shí)驗(yàn)艙中的變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，可為科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供零重力到兩倍重力范圍的高精度模擬重力環(huán)境，用以研究不同重力環(huán)境下的科學(xué)現(xiàn)象．變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的主要裝置是如圖乙所示的兩套離心機(jī)．離心機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，由于慣性作用，實(shí)驗(yàn)載荷會有沿著旋轉(zhuǎn)半徑向外飛出的趨勢，可以等效為物體在圓周運(yùn)動中受到一個(gè)與向心力等大反向的“離心力”，而這個(gè)“離心力”就可以用來模擬物體受到的重力．某次實(shí)驗(yàn)中，需要給距離圓心450mm的實(shí)驗(yàn)載荷模擬2g的重力環(huán)境(g取9.8m/s2)，則離心機(jī)的轉(zhuǎn)速最接近以下哪個(gè)值(

)A．0.1r/sB．1r/sC．10r/sD．100r/s答案：B解析：向心力為m(2πn)2r＝m·2g，得n≈1.1r/s，最接近1r/s.故選B.情境3轎廂自轉(zhuǎn)式摩天輪——模型建構(gòu)、科學(xué)思維典例3甲圖為深圳“灣區(qū)之光”大轉(zhuǎn)輪全景圖，已知“灣區(qū)之光”摩天輪是一種轎廂自轉(zhuǎn)式摩天輪，轎廂廂體通過轎廂圓環(huán)固定在大轉(zhuǎn)輪外側(cè)，如圖乙所示，在大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動時(shí)，轎廂廂體也在轎廂圓環(huán)內(nèi)自轉(zhuǎn)，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺一樣．如果大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸O順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，則轎廂廂體(

)A．轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．轎廂廂體邊沿各點(diǎn)的線速度與大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)的線速度相等C．轎廂廂體自轉(zhuǎn)的周期與大轉(zhuǎn)輪的周期一樣D．丙圖中A、B兩轎廂中的觀光者受到的向心力均相同答案：C解析：轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺一樣，A錯誤；根據(jù)v＝ωr，轎廂廂體邊沿各點(diǎn)和大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)角速度相同，前者到轉(zhuǎn)軸O的距離大于后者到轉(zhuǎn)軸O的距離，轎廂廂體邊沿各點(diǎn)的線速度大于大轉(zhuǎn)輪邊沿各