高考物理大一輪復(fù)習(xí) 4.3圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版.ppt

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考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 考點(diǎn) 第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天 高三物理一輪復(fù)習(xí) 第3節(jié)圓周運(yùn)動(dòng) 1 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件和性質(zhì) 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 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變 方向時(shí)刻改變 合外力指向圓心全部提供向心加速度的非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 加速大小不變 方向時(shí)刻指向圓心 故選項(xiàng)C D正確 解析 答案 基礎(chǔ)自測(cè) CD 2 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力分析 如圖所示 水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著一枚硬幣 當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 硬幣沒(méi)有滑動(dòng) 關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況 下列說(shuō)法正確的是 A 受重力和臺(tái)面的支持力B 受重力 臺(tái)面的支持力和向心力C 受重力 臺(tái)面的支持力 向心力和靜摩擦力D 受重力 臺(tái)面的支持力和靜摩擦力 硬幣隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 除受重力 支持力外 還受指向轉(zhuǎn)軸的靜摩擦力作用 故D正確 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 圖片顯 隱 D 3 描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量的理解 多選 一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 其線速度大小為4m s 轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2s 則 A 角速度為0 5rad sB 轉(zhuǎn)速為0 5r s 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 BCD 4 離心現(xiàn)象的理解 2015 蘭州模擬 如圖所示 洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A 脫水過(guò)程中 衣物是緊貼桶壁的B 水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽蟮木壒蔆 加快脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)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 水滴依附衣物的附著力是一定的 當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí) 水滴被甩掉 B錯(cuò)誤 脫水過(guò)程中 衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁 A正確 角速度增大 水滴所需向心力增大 脫水效果更好 C正確 周邊的衣物因圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R更大 在 一定時(shí) 所需向心力比中心的衣物大 脫水效果更好 D正確 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 圖片顯 隱 B 一 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1 線速度 描述物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢 2 角速度 描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢 3 周期和頻率 描述物體 教材梳理 轉(zhuǎn)動(dòng)快慢 4 向心加速度 描述 變化快慢的物理量 3 方向 總是沿半徑方向指向 時(shí)刻在改變 即向心力是一個(gè)變力 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 還可以由一個(gè)力的 提供 教材梳理 方向 大小 m 2r 線速度方向 圓心 合力 分力 三 圓周運(yùn)動(dòng) 向心運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng)1 勻速圓周運(yùn)動(dòng)與非勻速圓周運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)具體比較見(jiàn)下表 教材梳理 不變 不斷變化 2 離心運(yùn)動(dòng) 1 本質(zhì) 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 由于本身的慣性 總有沿著 飛出去的傾向 2 受力特點(diǎn) 如圖所示 當(dāng)F 時(shí) 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)F 0時(shí) 物體沿 飛出 當(dāng)Fmr 2時(shí) 物體逐漸向 靠近 做 運(yùn)動(dòng) 教材梳理 圓周切 線方向 mr 2 切線方向 mr 2 圓心 向心 1 圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 1 2015 廣州調(diào)研 多選 如右圖所示 當(dāng)正方形薄板繞著過(guò)其中心O并與板垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 板上A B兩點(diǎn) A 角速度之比 A B 1 1 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 AD 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 2 2015 荊州模擬 如圖所示 A B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)輪 兩輪半徑大小關(guān)系為RA 2RB 則兩輪邊緣上的 A 角速度之比 A B 2 1B 周期之比TA TB 1 2C 轉(zhuǎn)速之比nA nB 1 2D 向心加速度大小之比aA aB 2 1 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 C 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 3 多選 如圖所示為皮帶傳動(dòng)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 大輪的半徑是4r 小輪的半徑是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 若在傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑 則 A a點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等B a點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等C a點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等D a點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 CD 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 常見(jiàn)的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 1 皮帶傳動(dòng) 如圖1甲 乙所示 皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí) 兩輪邊緣線速度大小相等 即vA vB 2 摩擦傳動(dòng) 如圖2甲所示 兩輪邊緣接觸 接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí) 兩輪邊緣線速度大小相等 即vA vB 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 圖2 圖2 3 同軸傳動(dòng) 如圖2乙所示 兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng) 兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等 即 A B 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 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 向心力的確定 1 先確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面 確定圓心的位置 2 再分析物體的受力情況 找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 考點(diǎn)闡釋 3 解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題要注意三個(gè)方面的分析 1 幾何關(guān)系的分析 目的是確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心 半徑等 2 運(yùn)動(dòng)分析 目的是表示出物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力 3 受力分析 目的是利用力的合成與分解知識(shí) 表示出物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 外界所提供的向心力 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 1 多選 飛車(chē)走壁 是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù) 演員騎車(chē)在傾角很大的桶面上做圓周運(yùn)動(dòng)而不掉下來(lái) 如右圖所示 已知桶壁的傾角為 車(chē)和人的總質(zhì)量為m 做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r 若使演員騎車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不受桶壁的摩擦力 下列說(shuō)法正確的是 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 AC 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 2 如圖所示 在光滑的水平面上有兩個(gè)質(zhì)量相同的A球和B球 A B之間以及B球與固定點(diǎn)O之間分別用兩段輕繩相連 二者以相同的角速度繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 如果OB 2AB 則繩OB與繩BA的張力大小之比為 A 2 1B 2 3C 5 3D 5 2 設(shè)AB OB段拉力分別為F1 F2 AB OB的長(zhǎng)度分別為r和2r 則A球運(yùn)動(dòng)的半徑為3r 二者以相同的角速度繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) A球在水平方向只受AB段拉力F1 對(duì)A 由牛頓第二定律得F1 m 2 3r B球在水平方向受OB段指向圓心的拉力為F2 受BA段背離圓心的拉力為F1 對(duì)B 由牛頓第二定律得F2 F1 m 2 2r 由 式得F2 F1 5 3 因此本題正確選項(xiàng)為C 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 C 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)解題步驟一般為 1 確定研究對(duì)象 確定軌道平面和圓心位置 從而確定向心力的方向 2 選定向心力方向?yàn)檎较?3 受力分析 不要把向心力作為某一性質(zhì)的力進(jìn)行分析 4 由牛頓第二定律列方程 5 求解并說(shuō)明結(jié)果的物理意義 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 臨界問(wèn)題廣泛地存在于中學(xué)物理中 解答臨界問(wèn)題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷臨界狀態(tài) 再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解 其解題步驟為 1 判斷臨界狀態(tài) 有些題目中有 剛好 恰好 正好 等字眼 明顯表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn) 若題目中有 取值范圍 多長(zhǎng)時(shí)間 多大距離 等詞語(yǔ) 表明題述的過(guò)程存在著 起止點(diǎn) 而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài) 若題目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明題述的過(guò)程存在著極值 這個(gè)極值點(diǎn)也往往是臨界狀態(tài) 2 確定臨界條件 判斷題述的過(guò)程存在臨界狀態(tài)之后 要通過(guò)分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件 并以數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái) 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 考點(diǎn)闡釋 3 選擇物理規(guī)律 當(dāng)確定了物體運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和臨界條件后 對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程或現(xiàn)象 要分別選擇相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律 然后再列方程求解 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 C 小物塊恰好滑動(dòng)時(shí) 應(yīng)在A點(diǎn) 對(duì)滑塊受力分析 由牛頓第二定律得 mgcos30 mgsin30 m 2r 解得 1 0rad s C正確 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 題組二水平轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題2 2014 高考新課標(biāo)全國(guó) 卷 多選 如圖所示 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 表示圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 下列說(shuō)法正確的是 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 圖片顯 隱 AC 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 題組三圓錐擺模型轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題3 如圖所示 半徑為R的半球形陶罐 固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上 轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱軸OO 重合 轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度 勻速旋轉(zhuǎn) 一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止 它和O點(diǎn)的連線與OO 之間的夾角 為60 重力加速度大小為g 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 1 若 0 小物塊受到的摩擦力恰好為零 求 0 2 若 1 k 0 且0 k 1 求小物塊受到的摩擦力大小和方向 2 若 0 1 k 時(shí) 物塊有向下滑的趨勢(shì) 摩擦力沿罐壁切線向上 受力如圖乙所示 y方向 受力平衡 有FNcos60 Ff1cos30 mg 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 x方向 根據(jù)牛頓第二定律有FNsin60 Ff1sin30 m 1 k 0 2Rsin60 y方向 受力平衡 有FN cos60 Ff2sin60 mg 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 規(guī)律總結(jié) 分析圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題 圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析是本節(jié)的重點(diǎn) 難點(diǎn) 也是高考的熱點(diǎn) 以下兩點(diǎn)是做好兩類(lèi)分析的關(guān)鍵 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 名師 微點(diǎn)撥 2 動(dòng)力學(xué)分析 1 審清題意 確定研究對(duì)象 明確物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是至關(guān)重要的一環(huán) 2 分析物體的受力情況 畫(huà)出受力示意圖 確定向心力的來(lái)源 3 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程 豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的 輕繩 輕桿 模型概述 在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類(lèi) 一是無(wú)支撐 如球與繩連接 沿內(nèi)軌道的 過(guò)山車(chē) 等 稱為 輕繩模型 二是有支撐 如球與桿連接 小球在彎管內(nèi)運(yùn)動(dòng)等 稱為 輕桿模型 模型條件 1 物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng) 2 輕繩模型 在軌道最高點(diǎn)無(wú)支撐 輕桿模型 在軌道最高點(diǎn)有支撐 思維建模 模型特點(diǎn) 該類(lèi)問(wèn)題常有臨界問(wèn)題 并伴有 最大 最小 剛好 等詞語(yǔ) 現(xiàn)對(duì)兩種模型分析比較如下 思維建模 思維建模 典例 2015 東城區(qū)模擬 多選 長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿 一端固定一個(gè)小球 另一端固定在光滑的水平軸上 使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 關(guān)于小球在最高點(diǎn)的速度v 下列說(shuō)法中正確的是 思想方法 解析 答案 ABD