高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第2單元 圓周運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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,必考部分,第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天,,第2單元 圓周運(yùn)動(dòng),網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 提煉命題源,一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度 1．勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：線速度大小________的圓周運(yùn)動(dòng)． (2)性質(zhì)：加速度大小________，方向總是指向________的變加速曲線運(yùn)動(dòng)． (3)條件：合外力大小________，方向始終與速度方向________且指向圓心． (1)不變 (2)不變 圓心 (3)不變 垂直,讀讀教材,2．描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量,二、圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 1．作用效果 產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的________，不改變線速度的________． 2．大小 F＝________＝mrω2＝________＝mωv＝m·4π2f2r. 3．方向 始終沿半徑方向指向________． 4．來(lái)源 向心力可以由一個(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的________提供，還可以由某一個(gè)力的________提供．,三、離心現(xiàn)象 1．定義：做________的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需________的情況下，所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)． 2．本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的________，總有沿著圓周________飛出去的傾向． 1.圓周運(yùn)動(dòng) 向心力 2.慣性 切線方向,3．受力特點(diǎn) (1)當(dāng)F＝mrω2時(shí)，物體做________運(yùn)動(dòng)； (2)當(dāng)F＝0時(shí)，物體沿________方向飛出； (3)當(dāng)Fmrω2時(shí)，物體逐漸________圓心，做向心運(yùn)動(dòng)．,,(1)勻速圓周 (2)切線 (3)遠(yuǎn)離 (4)靠近,1．(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ) A．速度的大小和方向都改變 B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)物體所受合力全部用來(lái)提供向心力時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D．向心加速度大小不變，方向時(shí)刻改變,練練基礎(chǔ),┃題組一┃ 勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng),,2．如圖所示，某物體沿光滑圓弧軌道由最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)過(guò)程中，物體的速率逐漸增大，則( ) A．物體的合外力為零 B．物體的合力大小不變，方向始終指向圓心O C．物體的合外力就是向心力 D．物體的合力方向始終與其運(yùn)動(dòng)方向不垂直(最低點(diǎn)除外),解析：物體與圓心O連線轉(zhuǎn)過(guò)角度θ時(shí)，物體受力如圖所示，F(xiàn)N與mg的合力不為零，故A錯(cuò)誤．又FN與G的夾角是變化的，且合力的方向因?yàn)橛衜g·cos θ的存在不會(huì)始終指向圓心，故B錯(cuò)誤．物體沿半徑方向上的合力才是向心力，即Fn＝FN－mgsin θ，故C錯(cuò)誤．物體在兩個(gè)方向上受力，指向圓心方向：Fn＝FN－mgsin θ，沿切線方向：Ft＝mgcos θ，故D正確．,3．如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3.若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為( ),┃題組二┃ 勻速圓周運(yùn)動(dòng)物理量間的關(guān)系,,4．某石英表中的分針與時(shí)針可視為做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，分針的長(zhǎng)度是時(shí)針長(zhǎng)度的1.5倍，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A．分針的角速度與時(shí)針的角速度相等 B．分針的角速度是時(shí)針的角速度的60倍 C．分針端點(diǎn)的線速度是時(shí)針端點(diǎn)的線速度的18倍 D．分針端點(diǎn)的向心加速度是時(shí)針端點(diǎn)的向心加速度的1.5倍,5．下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是( ) A．當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng) C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng) D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng),┃題組三┃ 離心現(xiàn)象,解析：在慣性參考系下，沒(méi)有離心力，故A錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合外力突然消失時(shí)，將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B、D錯(cuò)誤，C正確．,6．(多選)洗衣機(jī)的脫水筒采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．脫水過(guò)程中，衣物是緊貼筒壁的 B．水會(huì)從筒中甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽?C．加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，脫水效果會(huì)更好 D．靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好,1．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，方向時(shí)刻改變，是變加速曲線運(yùn)動(dòng)； 2．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小不變，方向時(shí)刻改變，并指向圓心，與線速度垂直． 3．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，物體所受的合力就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大?。?4．在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力一般不指向圓心，合力沿圓周切線方向的分力改變速度的大小，沿半徑方向的分力改變速度的方向． 5．無(wú)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿半徑指向圓心的合力均為向心力．,小思考 微總結(jié),研細(xì)核心點(diǎn) 練透經(jīng)典題,1．同軸轉(zhuǎn)動(dòng) 各點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角速度相同，因此周期也相同．由于各點(diǎn)半徑不一定相同，線速度、向心加速度大小也不一定相同． 2．皮帶傳動(dòng) 當(dāng)皮帶不打滑時(shí)，兩輪邊緣各點(diǎn)線速度大小相等．由于各點(diǎn)半徑不同，角速度、周期、向心加速度等都不相同．,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,[調(diào)研1] 如圖所示，一種向自行車(chē)車(chē)燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0＝1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣接觸．當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力．自行車(chē)車(chē)輪的半徑R1＝35 cm，小齒輪的半徑R2＝4.0 cm，大齒輪的半徑R3＝10.0 cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比．(假定摩擦小輪與自行車(chē)車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)),[試題調(diào)研],,[解題探究] 1．描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速有何關(guān)系？ 2．大齒輪、小齒輪、車(chē)輪、摩擦小輪如何傳動(dòng)，有何特點(diǎn)？ 提示：大齒輪和小齒輪通過(guò)鏈條傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)的線速度大小相等；小齒輪與車(chē)輪是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等；車(chē)輪與摩擦小輪是通過(guò)摩擦傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)的線速度大小相等．,[解析] 大、小齒輪間、摩擦小輪和車(chē)輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同，兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等，由v＝2πnr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比；小齒輪和車(chē)輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同．大齒輪和小齒輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為n1∶n?。絉2∶R3.車(chē)輪與小齒輪之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系為n車(chē)＝n?。?chē)輪與摩擦小輪之間的關(guān)系為n車(chē)∶n2＝r0∶R1.由以上各式可解出大齒輪和摩擦小輪之間的轉(zhuǎn)速之比為n1∶n2＝2∶175. [答案] 2∶175,1．高中階段所接觸的傳動(dòng)主要有：(1)皮帶傳動(dòng)(線速度大小相等)；(2)同軸傳動(dòng)(角速度相等)；(3)齒輪傳動(dòng)(線速度大小相等)；(4)摩擦傳動(dòng)(線速度大小相等)． 2．傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)：(1)同軸傳動(dòng)：固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度相同；(2)皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)：皮帶(或齒輪)傳動(dòng)和不打滑的摩擦傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等．,名師歸納點(diǎn)題破疑,,1－1.如圖為汽車(chē)?yán)@O點(diǎn)轉(zhuǎn)變時(shí)兩個(gè)后輪運(yùn)動(dòng)情況的示意圖．若在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中左輪繞兩輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω1，右輪繞兩輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)角度為ω2，且車(chē)輪不打滑，則在任一時(shí)刻( ) A．ω2大于ω1 B．ω2小于ω1 C．ω2等于ω1 D．ω2可能大于ω1，也可能小于ω1,[類(lèi)題練熟],,1－2. (多選)如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，軸的半徑是2r，b點(diǎn)在軸上，到軸心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于軸和輪的邊緣上，若轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑，則( ) A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等 B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等 C．a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等 D．a(chǎn)點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等,,,1．向心力的來(lái)源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力． 2．軌道的確定 確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面，確定圓心的位置．尋找與半徑相關(guān)的已知量．,考點(diǎn)二 圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,3．受力分析 分析物體的受力，畫(huà)出物體受力示意圖，利用力的合成或分解把力分解到三個(gè)方向上． ①與軌道圓垂直的方向，此方向受力平衡． ②軌道圓的切線方向，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中此方向受力平衡；變速圓周運(yùn)動(dòng)中速度最大或最小的點(diǎn)，此方向也受力平衡． ③軌道圓的徑向，此方向合力指向圓心即向心力，使用牛頓第二定律． 根據(jù)三個(gè)方向上所列方程求解,[調(diào)研2] (2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)(多選)如圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤(pán)上，A與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，B與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤(pán)的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤(pán)從靜止開(kāi)始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用ω表示圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說(shuō)法正確的是( ),[試題調(diào)研],,[解題探究] 1．題目中“緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)”如何理解？勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律還適用嗎？ 提示：“加速轉(zhuǎn)動(dòng)”可理解為角速度增大，“緩慢”可理解為在轉(zhuǎn)過(guò)角度較小時(shí)，角速度不變．可視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)． 2．木塊A、B未滑動(dòng)時(shí)，所受的靜摩擦力哪個(gè)大？隨著轉(zhuǎn)速增大，圓盤(pán)對(duì)哪個(gè)木塊的靜摩擦力先達(dá)到最大值？ 提示：根據(jù)f＝F向＝mω2r可知，由于B的半徑大，圓盤(pán)對(duì)B的靜摩擦力大，且隨著轉(zhuǎn)速增大，B的靜摩擦力先達(dá)到最大值．,[答案] AC,已知量的分析 圓周運(yùn)動(dòng)題目中常出現(xiàn)兩類(lèi)已知量：一是長(zhǎng)度，二是角度．“長(zhǎng)度”已知量一般與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相關(guān)聯(lián)；“角度”已知量與力的矢量三角形相關(guān)聯(lián)，有時(shí)也與半徑相關(guān)聯(lián)．“長(zhǎng)度”、“角度”已知量與半徑和力的相關(guān)性，是解題的重要線索．,名師歸納點(diǎn)題破疑,2－1.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低．如圖所示，在某路段汽車(chē)向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些．汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可看做是半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng).已知重力加速度為g.要使車(chē)輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速應(yīng)等于( ),[類(lèi)題練熟],,,,2－2.m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪，如圖所示．已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑，當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是( ),,,圓周運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)常見(jiàn)模型,1．模型特征 在重力和彈力(可以是支持力，也可以是繩子的拉力)的合力提供向心力的情況下，物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這一類(lèi)問(wèn)題屬于圓錐擺模型．,模型一：圓錐擺模型,[經(jīng)典范例1] 如圖所示，長(zhǎng)度不同的兩根輕繩L1與L2，一端分別連接質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球，另一端懸于天花板上的同一點(diǎn)O，兩小球質(zhì)量之比m1∶m2＝1∶2，兩小球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩L1、L2與豎直方向的夾角分別為30°與60°，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．繩L1、L2的拉力大小之比為1∶3 B．小球m1、m2運(yùn)動(dòng)的向心力大小之比為1∶6 C．小球m1、m2運(yùn)動(dòng)的周期之比為2∶1 D．小球m1、m2運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為1∶2,,[答案] B,比較兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系時(shí)，實(shí)際上就是找出兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)之間存在的隱含的相同因素，然后用控制變量法即可判斷各物理量的關(guān)系．,多維思考技法提煉,[針對(duì)訓(xùn)練1] (多選)如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．球A的線速度必定大于球B的線速度 B．球A的角速度必定小于球B的角速度 C．球A的運(yùn)動(dòng)周期必定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D．球A對(duì)筒壁的壓力必定大于球B對(duì)筒壁的壓力,,,物體在豎直面內(nèi)做的圓周運(yùn)動(dòng)是一種典型的變速曲線運(yùn)動(dòng)，該類(lèi)運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)的模型有兩種——輕繩模型和輕桿模型，分析比較如下：,模型二：豎直面內(nèi)的輕繩、輕桿模型,[經(jīng)典范例2] (2015·河北石家莊質(zhì)檢)(多選)如圖所示，A是半徑為r的圓形光滑軌道，固定在木板B上豎直放置；B的左右兩側(cè)各有一光滑擋板固定在地面上，使其不能左右運(yùn)動(dòng)，小球C靜止放在軌道最低點(diǎn)，A、B、C質(zhì)量相等．現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v0，使小球在圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，為保證小球能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)，且不會(huì)使B離開(kāi)地面，初速度v0必須滿(mǎn)足(重力加速度為g)( ),,,,多維思考技法提煉,[針對(duì)訓(xùn)練2] (2015·信陽(yáng)模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的邊長(zhǎng)略大于球的直徑．某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，則( ),,,,