高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 第三節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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第三節(jié)圓周運(yùn)動(dòng) 第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天 轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 線速度方向 5 向心力 作用效果產(chǎn)生 Fn man 向心加速度 BCD 二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較 線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng) 線速度大小變化的圓周運(yùn)動(dòng) F向 a向 v均大小不變 方向變化 不變 F向 a向 v大小 方向均發(fā)生變化 發(fā)生變化 F向 F合 由F合沿半徑方向的分力提供 2 多選 下列關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是 A 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B 向心加速度大小不變 方向時(shí)刻改變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 做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 只有在某些特殊位置 合力方向才指向圓心 CD 三 離心運(yùn)動(dòng)1 定義 做 運(yùn)動(dòng)的物體 在合力 或者 提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下 就做逐漸 圓心的運(yùn)動(dòng) 圓周 突然消失 不足以 遠(yuǎn)離 2 供需關(guān)系與運(yùn)動(dòng)如圖所示 F為實(shí)際提供的向心力 則 1 當(dāng) 時(shí) 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 當(dāng) 時(shí) 物體沿切線方向飛出 3 當(dāng) 時(shí) 物體逐漸遠(yuǎn)離圓心 4 當(dāng) 時(shí) 物體逐漸靠近圓心 F m 2r F 0 F m 2r F m 2r 3 單選 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)它所受的一切力都突然消失后 物體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后 物體將沿切線做直線運(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后 物體將做曲線運(yùn)動(dòng) C 考點(diǎn)一水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)二豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題 考點(diǎn)一水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)1 運(yùn)動(dòng)實(shí)例 圓錐擺 火車轉(zhuǎn)彎 飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等 2 重力對(duì)向心力沒(méi)有貢獻(xiàn) 向心力一般來(lái)自彈力 摩擦力或電磁力 向心力的方向水平 豎直方向的合力為零 3 涉及靜摩擦力時(shí) 常出現(xiàn)臨界和極值問(wèn)題 如圖所示 用一根長(zhǎng)為l 1m的細(xì)線 一端系一質(zhì)量為m 1kg的小球 可視為質(zhì)點(diǎn) 另一端固定在一光滑錐體頂端 錐面與豎直方向的夾角 37 當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 時(shí) 細(xì)線的張力為FT g取10m s2 結(jié)果可用根式表示 求 1 若要小球離開(kāi)錐面 則小球的角速度 0至少為多大 2 若細(xì)線與豎直方向的夾角為60 則小球的角速度 為多大 審題點(diǎn)睛 1 小球離開(kāi)錐面的臨界條件是小球沿錐面運(yùn)動(dòng) 支持力為零 即小球在重力和拉力的作用下 在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 2 細(xì)線與豎直方向夾角為60 時(shí) 小球離開(kāi)錐面 做圓錐擺運(yùn)動(dòng) 總結(jié)提升 水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的解題方法 1 對(duì)研究對(duì)象受力分析 確定向心力的來(lái)源 涉及臨界問(wèn)題時(shí) 確定臨界條件 2 確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和半徑 3 應(yīng)用相關(guān)力學(xué)規(guī)律列方程求解 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 AB 考點(diǎn)二豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)1 物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)有勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)兩種 2 只有重力做功的豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一定是變速圓周運(yùn)動(dòng) 遵守機(jī)械能守恒 3 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 涉及知識(shí)面比較廣 既有臨界問(wèn)題 又有能量守恒的問(wèn)題 4 一般情況下 豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的兩種情形 D 審題點(diǎn)睛 1 物塊在B D兩點(diǎn)受到的力有 向心力分別為 2 物塊在A C兩點(diǎn)受到的力有 向心力是由 力提供 3 根據(jù) 的方向判斷超 失重 解析 在B D位置 物塊受重力 支持力 在A C位置 物塊受重力 支持力和靜摩擦力 故A錯(cuò) 物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 任何位置的合外力都指向圓心 B錯(cuò) 從B運(yùn)動(dòng)到A 向心加速度斜向下 物塊失重 從A運(yùn)動(dòng)到D 向心加速度斜向上 物塊超重 C錯(cuò) D對(duì) 2 單選 2014 高考新課標(biāo)全國(guó)卷 如圖 一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán) 用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi) 套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán) 可視為質(zhì)點(diǎn) 從大環(huán)的最高處由靜止滑下 重力加速度大小為g 當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí) 大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為 A Mg 5mgB Mg mgC Mg 5mgD Mg 10mg C 考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題圓周運(yùn)動(dòng)常與平拋 類平拋 運(yùn)動(dòng) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)等組合而成為多過(guò)程問(wèn)題 除應(yīng)用各自的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外 還要結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行求解 解答時(shí)應(yīng)從下列兩點(diǎn)入手 1 分析轉(zhuǎn)變點(diǎn) 分析哪些物理量突變 哪些物理量不變 特別是轉(zhuǎn)變點(diǎn)前后的速度關(guān)系 2 分析每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的受力情況和運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 明確遵守的規(guī)律 2013 高考福建卷 如圖 一不可伸長(zhǎng)的輕繩上端懸掛于O點(diǎn) 下端系一質(zhì)量m 1 0kg的小球 現(xiàn)將小球拉到A點(diǎn) 保持繩繃直 由靜止釋放 當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)繩恰好被拉斷 小球平拋后落在水平地面上的C點(diǎn) 地面上的D點(diǎn)與OB在同一豎直線上 已知繩長(zhǎng)L 1 0m B點(diǎn)離地高度H 1 0m A B兩點(diǎn)的高度差h 0 5m 重力加速度g取10m s2 不計(jì)空氣影響 求 1 地面上DC兩點(diǎn)間的距離s 2 輕繩所受的最大拉力大小 審題點(diǎn)睛 1 小球從A B做圓周運(yùn)動(dòng) 其機(jī)械能守恒 輕繩斷前瞬間繩拉力與重力的合力提供向心力 2 繩斷瞬間 小球速度方向水平 做平拋運(yùn)動(dòng) 平拋初速度等于繩斷瞬間的速度 答案 1 1 41m 2 20N 總結(jié)提升 平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合題 用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 用牛頓定律求解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 關(guān)鍵是找到兩者的速度關(guān)系 若先做圓周運(yùn)動(dòng)后做平拋運(yùn)動(dòng) 則圓周運(yùn)動(dòng)的末速等于平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速 若物體平拋后進(jìn)入圓軌道 圓周運(yùn)動(dòng)的初速等于平拋末速在圓切線方向的分速度 3 如圖所示 半徑為R 內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置 兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A B以不同的速度進(jìn)入管內(nèi) A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí) 對(duì)管壁上部壓力為3mg B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí) 對(duì)管壁下部壓力為0 75mg 求A B兩球落地點(diǎn)間的距離 答案 3R 物理模型 豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的 輕桿 輕繩 模型1 模型特點(diǎn)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 一是無(wú)支撐 如球與繩連接 沿內(nèi)軌道的 過(guò)山車 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 2 模型分析繩 桿模型常涉及臨界問(wèn)題 分析如下 由小球能運(yùn)動(dòng)即可 得v臨 0 ABD A