高考總復(fù)習(xí)：4-3《圓周運(yùn)動》課件

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第三單元圓周運(yùn)動,1．定義做圓周運(yùn)動的物體，若在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長，就是勻速圓周運(yùn)動．2．特點(diǎn)加速度大小，方向始終指向，是變加速運(yùn)動．,,相等,不變,圓心,3．條件合外力大小、方向始終與方向垂直且指向圓心．,不變,速度,描述圓周運(yùn)動的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：,快慢,轉(zhuǎn)動,快慢,一周,圈數(shù),,,方向,快慢,方向,大小,圓心,rω2,1．離心運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動的物體，在所受的合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動所需的時，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，即離心運(yùn)動．2．近心運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)所受的合外力大于物體做圓周運(yùn)動所需的向心力時，物體做圓周運(yùn)動的軌道半徑，逐漸靠近，做近心運(yùn)動．,向心力,變小,圓心,1．向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力．,2．向心力的確定首先確定圓周運(yùn)動的軌道所在的平面；其次找出軌道圓心的位置，然后分析圓周運(yùn)動物體所受的力，并作出受力圖，最后找出這些力指向圓心方向的合力就是向心力．當(dāng)分析向心力的來源采用正交分解法時，做圓周運(yùn)動的物體在坐標(biāo)原點(diǎn)，一定有一個坐標(biāo)軸沿著半徑指向圓心．,,1．根據(jù)題意確定研究對象，并對其畫出受力圖．2．分析圓周運(yùn)動的軌道平面和圓心位置．3．找出提供圓周運(yùn)動的向心力，并列出方程式：4．解方程、統(tǒng)一單位、代入數(shù)據(jù)、求出結(jié)果．5．對結(jié)果加以討論，看是否符合題意或?qū)嶋H情況．,【例1】勻速圓周運(yùn)動屬于()A．勻速運(yùn)動B．勻加速運(yùn)動C．加速度不變的曲線運(yùn)動D．加速度變化的曲線運(yùn)動,解析：此題關(guān)鍵是考查對基本概念和知識的理解，分析要從概念入手抓住概念的本質(zhì)．線速度是矢量，在勻速圓周運(yùn)動中，線速度大小不變，但方向不斷變化，所以勻速圓周運(yùn)動是一個變速曲線運(yùn)動或者稱為速率一定的曲線運(yùn)動，由于其加速度為向心加速度，其方向始終指向圓心，因此加速度方向也不斷發(fā)生變化，所以選項(xiàng)D正確．答案：D,高分通道由于勻速圓周運(yùn)動的線速度和加速度的大小保持不變，因此若對線速度和加速度的矢量性理解不清，就會出現(xiàn)類似選項(xiàng)ABC的錯誤，關(guān)鍵在于理解物理量的含義．,?變式1：質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如圖1所示，那么()A．因?yàn)樗俾什蛔?，所以石塊的加速度為零B．石塊下滑過程中受的合外力越來越大C．石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變D．石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心,圖1,解析：由于石塊做勻速圓周運(yùn)動，只存在向心加速度，大小不變，方向始終指向球心，D對，A錯．由F合＝F向＝ma向知合外力大小不變，B錯，又因石塊在運(yùn)動方向(切線方向)上合力為零，才能保證速率不變，在該方向重力的分力不斷減小，所以摩擦力不斷減小，C錯．答案：D,【例2】如圖2所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在轉(zhuǎn)動過程中，皮帶不打滑，則()A．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等D．a(chǎn)點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小相等,圖2,答案：CD,高分通道相關(guān)聯(lián)物體的圓周運(yùn)動問題，抓住以下兩點(diǎn)：(1)固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點(diǎn)的角速度相等．(2)不打滑的摩擦傳動、皮帶輪傳動的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等．,答案：BC,【例3】在一個內(nèi)壁光滑的圓錐桶內(nèi)，兩個質(zhì)量相等的小球A、B緊貼著桶的內(nèi)壁分別在不同高度的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖4所示，則()A．兩球?qū)ν氨诘膲毫ο嗟菳．A球的線速度一定大于B球的線速度C．A球的角速度一定大于B球的角速度D．兩球的周期相等,答案：AB,高分通道解決圓周運(yùn)動問題的關(guān)鍵：①確定研究對象的軌道平面和圓心．②向心力的來源．,?變式3：一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，角速度是4rad/s.盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個質(zhì)量為0.10kg的小物體能夠隨圓盤一起運(yùn)動，如圖6所示．(1)求物體做勻速圓周運(yùn)動時所受向心力的大?。?2)關(guān)于物體的向心力，甲、乙兩人有不同意見：甲認(rèn)為該向心力等于圓盤對物體的靜摩擦力，指向圓心；乙認(rèn)為物體有向前運(yùn)動的趨勢，摩擦力方向和相對運(yùn)動趨勢的方向相反，即向后，而不是和運(yùn)動方向垂直，因此向心力不可能是靜摩擦力．你的意見是什么？說明理由．,解析：(1)根據(jù)牛頓第二運(yùn)動定律得：F＝mω2r＝0.1420.1N＝0.16N.(2)甲的意見是正確的．靜摩擦力的方向與物體相對接觸面運(yùn)動的趨勢方向相反．設(shè)想一下，如果在運(yùn)動過程中，轉(zhuǎn)盤突然變得光滑了，物體將沿軌跡切線方向滑動，這就如同在光滑的水平面上，一根細(xì)繩一端固定在豎直立柱上，一端系一小球，讓小球做勻速圓周運(yùn)動，突然剪斷細(xì)繩一端，小球?qū)⒀剀壽E切線方向飛出．這說明物體在隨轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，相對轉(zhuǎn)盤有沿半徑向外的運(yùn)動趨勢．,答案：(1)0.16N(2)同意甲的意見,1．下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A．當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動C．做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將沿切線做直線運(yùn)動D．做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將做曲線運(yùn)動,解析：沒有離心力，是慣性使物體遠(yuǎn)離圓心，沿切線飛出，因此C正確．答案：C,答案：A,3．如圖8所示為甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動時向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線，甲圖線為雙曲線的一支，乙圖線為直線．由圖象可以知道()A．甲球運(yùn)動時，線速度的大小保持不變B．甲球運(yùn)動時，角速度的大小保持不變C．乙球運(yùn)動時，線速度的大小保持不變D．乙球運(yùn)動時，角速度的大小保持不變,答案：AD,4．汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動，甲車在乙車的外側(cè)．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙，以下說法正確的是()A．Ff甲小于Ff乙B．Ff甲等于Ff乙C．Ff甲大于Ff乙D．Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān),答案：A,5．如圖9所示，將完全相同的兩小球A、B，用長L＝0.8m的細(xì)繩懸于以v＝4m/s向左勻速運(yùn)動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸．由于某種原因，小車突然停止，此時懸線中張力之比FA∶FB為(g＝10m/s2)()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4,答案：C,6．如圖10所示，直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直紙面的軸O勻速運(yùn)動(圖示為截面)．從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒．若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時，在圓周上留下a、b兩個彈孔，已知aO與bO夾角為θ，求子彈的速度．,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,