高考物理大一輪復習 第四章 第三節(jié) 圓周運動課件.ppt

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第三節(jié)圓周運動 第四章曲線運動萬有引力與航天 轉(zhuǎn)動的快慢 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 勻速圓周運動和非勻速圓周運動的比較 線速度大小不變的圓周運動 線速度大小變化的圓周運動 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)于圓周運動的說法正確的是 A 勻速圓周運動是勻變速曲線運動B 向心加速度大小不變 方向時刻改變C 當物體所受合力全部用來提供向心力時 物體做勻速圓周運動D 做變速圓周運動的物體 只有在某些特殊位置 合力方向才指向圓心 CD 三 離心運動1 定義 做 運動的物體 在合力 或者 提供圓周運動所需的向心力的情況下 就做逐漸 圓心的運動 圓周 突然消失 不足以 遠離 2 供需關(guān)系與運動如圖所示 F為實際提供的向心力 則 1 當 時 物體做勻速圓周運動 2 當 時 物體沿切線方向飛出 3 當 時 物體逐漸遠離圓心 4 當 時 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)象的說法正確的是 A 當物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象B 做勻速圓周運動的物體 當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動C 做勻速圓周運動的物體 當它所受的一切力都突然消失后 物體將沿切線做直線運動D 做勻速圓周運動的物體 當它所受的一切力都突然消失后 物體將做曲線運動 C 考點一水平面內(nèi)的圓周運動 考點二豎直面內(nèi)的圓周運動 考點三圓周運動的綜合問題 考點一水平面內(nèi)的圓周運動1 運動實例 圓錐擺 火車轉(zhuǎn)彎 飛機在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等 2 重力對向心力沒有貢獻 向心力一般來自彈力 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 常出現(xiàn)臨界和極值問題 如圖所示 用一根長為l 1m的細線 一端系一質(zhì)量為m 1kg的小球 可視為質(zhì)點 另一端固定在一光滑錐體頂端 錐面與豎直方向的夾角 37 當小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為 時 細線的張力為FT g取10m s2 結(jié)果可用根式表示 求 1 若要小球離開錐面 則小球的角速度 0至少為多大 2 若細線與豎直方向的夾角為60 則小球的角速度 為多大 審題點睛 1 小球離開錐面的臨界條件是小球沿錐面運動 支持力為零 即小球在重力和拉力的作用下 在水平面內(nèi)做圓周運動 2 細線與豎直方向夾角為60 時 小球離開錐面 做圓錐擺運動 總結(jié)提升 水平面內(nèi)的勻速圓周運動的解題方法 1 對研究對象受力分析 確定向心力的來源 涉及臨界問題時 確定臨界條件 2 確定圓周運動的圓心和半徑 3 應用相關(guān)力學規(guī)律列方程求解 1 多選 如圖所示 一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面 圓錐筒固定不動 有兩個質(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)做勻速圓周運動 則下列說法正確的是 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的運動周期必定小于球B的運動周期D 球A對筒壁的壓力必定大于球B對筒壁的壓力 AB 考點二豎直面內(nèi)的圓周運動1 物體在豎直平面內(nèi)的圓周運動有勻速圓周運動和變速圓周運動兩種 2 只有重力做功的豎直面內(nèi)的圓周運動一定是變速圓周運動 遵守機械能守恒 3 豎直面內(nèi)的圓周運動問題 涉及知識面比較廣 既有臨界問題 又有能量守恒的問題 4 一般情況下 豎直面內(nèi)的變速圓周運動問題只涉及最高點和最低點的兩種情形 D 審題點睛 1 物塊在B D兩點受到的力有 向心力分別為 2 物塊在A C兩點受到的力有 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 物塊做勻速圓周運動 任何位置的合外力都指向圓心 B錯 從B運動到A 向心加速度斜向下 物塊失重 從A運動到D 向心加速度斜向上 物塊超重 C錯 D對 2 單選 2014 高考新課標全國卷 如圖 一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán) 用一細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 從大環(huán)的最高處由靜止滑下 重力加速度大小為g 當小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時 大環(huán)對輕桿拉力的大小為 A Mg 5mgB Mg mgC Mg 5mgD Mg 10mg C 考點三圓周運動的綜合問題圓周運動常與平拋 類平拋 運動 勻變速直線運動等組合而成為多過程問題 除應用各自的運動規(guī)律外 還要結(jié)合功能關(guān)系進行求解 解答時應從下列兩點入手 1 分析轉(zhuǎn)變點 分析哪些物理量突變 哪些物理量不變 特別是轉(zhuǎn)變點前后的速度關(guān)系 2 分析每個運動過程的受力情況和運動性質(zhì) 明確遵守的規(guī)律 2013 高考福建卷 如圖 一不可伸長的輕繩上端懸掛于O點 下端系一質(zhì)量m 1 0kg的小球 現(xiàn)將小球拉到A點 保持繩繃直 由靜止釋放 當它經(jīng)過B點時繩恰好被拉斷 小球平拋后落在水平地面上的C點 地面上的D點與OB在同一豎直線上 已知繩長L 1 0m B點離地高度H 1 0m A B兩點的高度差h 0 5m 重力加速度g取10m s2 不計空氣影響 求 1 地面上DC兩點間的距離s 2 輕繩所受的最大拉力大小 審題點睛 1 小球從A B做圓周運動 其機械能守恒 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 做平拋運動 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 平拋運動與圓周運動的組合題 用平拋運動的規(guī)律求解平拋運動問題 用牛頓定律求解圓周運動問題 關(guān)鍵是找到兩者的速度關(guān)系 若先做圓周運動后做平拋運動 則圓周運動的末速等于平拋運動的水平初速 若物體平拋后進入圓軌道 圓周運動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 兩個質(zhì)量均為m的小球A B以不同的速度進入管內(nèi) A通過最高點C時 對管壁上部壓力為3mg B通過最高點C時 對管壁下部壓力為0 75mg 求A B兩球落地點間的距離 答案 3R 物理模型 豎直平面內(nèi)圓周運動的 輕桿 輕繩 模型1 模型特點在豎直平面內(nèi)做圓周運動的物體 運動至軌道最高點時的受力情況可分為兩類 一是無支撐 如球與繩連接 沿內(nèi)軌道的 過山車 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)運動等 稱為 輕桿模型 2 模型分析繩 桿模型常涉及臨界問題 分析如下 由小球能運動即可 得v臨 0 ABD A