高中物理復(fù)習(xí)4-3第3講圓周運動課件

第3講圓周運動課

程

標

準素

養(yǎng)

目

標會用線速度、角速度、周期描述勻速圓周運動．知道勻速圓周運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)會分析圓周運動的向心力來源，掌握圓周運動的動力學(xué)問題的分析方法．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過生活實例，培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的能力．考點一考點一圓周運動的運動學(xué)問題【必備知識·自主落實】1．勻速圓周運動：(1)定義：做圓周運動的物體，若在任意相等的時間內(nèi)通過的圓弧長________，就是勻速圓周運動．

實質(zhì)是勻速率圓周運動(2)速度特點：速度的大小________．方向始終與半徑垂直．相等不變2．描述圓周運動的物理量：物理量定義、意義公式、單位線速度描述做圓周運動的物體沿圓弧運動______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周期物體沿圓周運動________的時間(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，它們的邊緣有三個點A、B、C，已知三個點的半徑關(guān)系為rC＝2rA＝4rB，如圖所示，當大齒輪勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是(

)A.A、B、C三點的線速度大小之比為1∶1∶4B.A、B、C三點的角速度大小之比為2∶1∶1C.A、B、C三點的向心加速度大小之比為1∶2∶8D.A、B、C三點的轉(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兩點角速度大小相等，線速度大小之比為1∶4，故A、B、C三點的線速度大小之比為1∶1∶4，三點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”考點二

方向大小mrω2圓心2．離心運動和近心運動(1)離心運動：做圓周運動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需向心力的情況下，就做____________的運動．(2)受力特點(如圖)①當F＝0時，物體沿________方向飛出，做勻速直線運動．②當0<F<mrω2時，物體逐漸________圓心，做________運動．③當F>mrω2時，物體逐漸____________，做________運動．(3)本質(zhì)：離心運動的本質(zhì)并不是受到離心力的作用，而是提供的力________做勻速圓周運動需要的向心力．逐漸遠離圓心切線遠離離心向圓心靠近近心小于3．變速圓周運動中合力、向心力的特點(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at與v同向時，速度增大，做加速圓周運動，反向時做減速圓周運動．(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·思維進階】1．常見圓周運動情景中向心力來源圖示運動模型飛機水平轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎圓錐擺向心力的來源運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，豎直細桿O點處固定有一水平橫桿，在橫桿上有A、B兩點，且OA＝AB，在A、B兩點分別用兩根等長的輕質(zhì)細線懸掛兩個相同的小球a和b，將整個裝置繞豎直桿勻速轉(zhuǎn)動，則a、b兩球穩(wěn)定時的位置關(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用細線連接，在同一高度做勻速圓周運動，圓心均為點O.在某時刻，細線同時斷裂，兩物體做平拋運動，同時落在水平面上的同一點．連接A、B的細線長度分別為10l、5l，A、B圓周運動的半徑分別為6l、4l，則O點到水平面的高度為(忽略物體的大小和細線質(zhì)量)(

)A．6l

B．10lC．12l

D．15l答案：C

答案：B

答案：A

情境2問天實驗艙——模型建構(gòu)、科學(xué)思維典例2如圖甲所示，在問天實驗艙中的變重力科學(xué)實驗柜，可為科學(xué)實驗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)實驗柜的主要裝置是如圖乙所示的兩套離心機．離心機旋轉(zhuǎn)過程中，由于慣性作用，實驗載荷會有沿著旋轉(zhuǎn)半徑向外飛出的趨勢，可以等效為物體在圓周運動中受到一個與向心力等大反向的“離心力”，而這個“離心力”就可以用來模擬物體受到的重力．某次實驗中，需要給距離圓心450mm的實驗載荷模擬2g的重力環(huán)境(g取9.8m/s2)，則離心機的轉(zhuǎn)速最接近以下哪個值(

)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，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順時針勻速旋轉(zhuǎn)，則轎廂廂體(

)A．轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向為順時針方向B．轎廂廂體邊沿各點的線速度與大轉(zhuǎn)輪邊沿各點的線速度相等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)方向為逆時針方向，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，轎廂廂體邊沿各點和大轉(zhuǎn)輪邊沿各點角速度相同，前者到轉(zhuǎn)軸O的距離大于后者到轉(zhuǎn)軸O的距離，轎廂廂體邊沿各點的線速度大于大轉(zhuǎn)輪邊沿各