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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第3讲圆周运动,【考纲解读】1.掌握描述圆周运动物理量以及各物理量之间关系；2.掌握向心力起源并能应用解题；3.了解物体做近心运动和离心运动条件,1/62,一、描述圆周运动物理量及其相互关系,考点O讲堂梳理自查,2/62,3/62,4/62,二、离心运动,1,定义：做_运动物体，在协力_或者_提供圆周运动所需向心力情况下，就做逐步_圆心运动,2供需关系与运动：,如图所表示，,F,为实际提供向心力，则,(1)当_时，物体做匀速圆周运动；,(2)当_时，物体沿切线方向飞出；,(3)当_时，物体逐步远离圆心；,(4)当_时，物体逐步靠近圆心.,圆周,突然消失,不足以,远离,F,m,2,r,F,0,F,m,2,r,5/62,6/62,7/62,2,对圆周运动各物理量考查,(多项选择)(届黑龙江名校检测),如图所表示，小球用细绳悬挂于,O,点，在,O,点正下方有一固定钉子,C,，把小球拉到水平位置后无初速释放，当细线转到竖直位置与钉子,C,相碰前后瞬间，以下说法正确为(),A小球线速度变大,B小球向心加速度不变,C小球向心加速度突然变大,D绳中张力突然变大,8/62,【答案】,CD,9/62,3,对离心现象考查,(届山东青岛检测),在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米短道竞赛运动员比胜过程中在经过弯道时假如不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线图中圆弧虚线,Ob,代表弯道，即运动正常运动路线，,Oa,为运动员在,O,点时速度方向(研究时可将运动员看作质点)以下叙述正确是(),A发生侧滑是因为运动员受到协力方向背离圆心,B发生侧滑是因为运动员受到协力大于所需要向心力,C若在,O,发生侧滑，则滑动方向在,Oa,左侧,D若在,O,发生侧滑，则滑动方向在,Oa,右侧与,Ob,之间,10/62,【答案】,D,【解析】,发生侧滑是因为运动员速度过大，所需要向心力过大，运动员受到协力小于所需要向心力，而受到协力方向仍指向圆心，故选项A、B错误若运动员水平方向不受任何外力时沿,Oa,线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动方向在,Oa,右侧与,Ob,之间，故选项C错误，D正确,11/62,考点1圆周运动运动学分析,12/62,2传动装置特点,13/62,14/62,例1,(届武汉模拟),如图所表示，,B,和,C,是一组塔轮，即,B,和,C,半径不一样，但固定在同一转动轴上，其半径之比为,R,B,R,C,3,2，,A,轮半径大小与,C,轮相同，它与,B,轮紧靠在一起，当,A,轮绕过其中心竖直轴转动时，因为摩擦作用，,B,轮也随之无滑动地转动起来,a,，,b,，,c,分别为三轮边缘三个点，则,a,，,b,，,c,三点在运动过程中(),A线速度大小之比为3,2,2,B角速度之比为3,3,2,C转速之比为2,3,2,D向心加速度大小之比为9,6,4,15/62,思绪剖析：,(1),A,，,B,两轮是什么类型传动？,a,，,b,两点哪个量相等？(2),B,，,C,两轮是什么关系？,b,，,c,两点什么量相等？,【答案】,D,16/62,练1,(多项选择),如图所表示为一皮带传动装置，右轮半径为,r,，,a,是它边缘上一点，左侧是一轮轴，大轮半径为4,r,，小轮半径为2,r,，,b,点在小轮上，到小轮中心距离为,r,，,c,点和,d,点分别位于小轮和大轮边缘上，若在转动过程中，皮带不打滑，则(),A,a,点与,b,点线速度大小相等,B,a,点与,b,点角速度大小相等,C,a,点与,c,点线速度大小相等,D,a,点与,d,点向心加速度大小相等,17/62,【答案】,CD,18/62,求解传动问题方法,1分清传动特点,(1)皮带传动：轮子边缘线速度大小相等；,(2)同轴传动：各点角速度相等；,(3)齿轮传动：相接触两个轮子边缘线速度大小相等,2确定半径关系：依据装置中各点位置确定半径关系或依据题意确定半径关系,19/62,20/62,1向心力起源,向心力是按力作用效果命名，能够是重力、弹力、摩擦力等各种力，也能够是几个力协力或某个力分力，所以在受力分析中不能再另外添加一个向心力,2向心力确实定,(1)确定圆周运动轨道所在平面，确定圆心位置,(2)分析物体受力情况，找出全部力沿半径方向指向圆心协力就是向心力,考点2圆周运动动力学分析,21/62,3处理圆周运动问题主要步骤,(1)分析物体运动情况，即物体线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等,(2)分析物体受力情况，画出受力示意图，确定向心力起源,(3)据牛顿运动定律及向心力公式列方程,22/62,例2,(年山西吕梁检测),如图所表示，置于圆形水平转台边缘小物块随转台加速转动，当转速到达某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径,R,0.5 m，离水平地面高度,H,0.8 m，物块平抛落地过程水平位移大小,s,0.4 m设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度,g,10 m/s,2,.求：,(1)物块做平抛运动初速度大小,v,0,；,(2)物块与转台间动摩擦因数,.,23/62,思绪剖析：,(1)怎样求小物块初速度大小？(2)小物块随转台加速转动受几个力作用？是什么力充当向心力？(3)怎样求向心力,【答案】,(1)1 m/s(2)0.2,24/62,25/62,练2,如图所表示，半径为,R,半球形陶罐，固定在能够绕竖直轴旋转水平转台上，转台转轴与过陶罐球心,O,对称轴,OO,重合转台以一定角速度,匀速旋转，一质量为,m,小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和,O,点连线与,OO,之间夹角,为60.重力加速度大小为,g,.,26/62,27/62,28/62,29/62,30/62,1确定临界状态惯用方法,(1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象显露，到达尽快求解目标,(2)假设法：有些物理过程中没有显著出现临界问题线索，但在改变过程中可能出现临界问题,考点3 圆周运动临界问题,31/62,2圆周运动中临界点确实定,(1)有些题目中有,“,刚好,”“,恰好,”“,恰好,”,等字眼，显著表明题述过程中存在着临界点,(2)若题目中有,“,取值范围,”“,函数关系,”,等词语，表明题述过程中存在着,“,起止点,”,，而这些起止点往往就是临界点,(3)若题目中有,“,最大,”“,最小,”“,至多,”“,最少,”,等字眼，表明题述过程中存在着极值，这些极值点往往也是临界点,32/62,33/62,思绪剖析：,(1)小球恰好离开竖直杆，表明小球与杆之间弹力为多大？小球做圆周运动向心力起源是什么？圆周运动半径为多大？(2)角速度,较小时，轻绳,b,处于什么状态？轻绳,a,处于什么状态？若角速度,较大时，轻绳,b,处于什么状态，而轻绳,a,处于什么状态？这些情景下小球做圆周运动向心力起源是什么？圆周运动半径又为多大？,【答案】,看法析,34/62,35/62,36/62,37/62,练3,(多项选择)(届黑龙江双鸭山检测),如图所表示，粗糙水平圆盘上，质量相等,A,，,B,两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则以下说法正确是(),A,B,向心力是,A,向心力2倍,B盘对,B,摩擦力是,B,对,A,摩擦力2倍,C,A,、,B,都有沿半径向外滑动趋势,D若,B,先滑动，则,B,对,A,动摩擦因数,A,小于盘对,B,动摩擦因数,B,【答案】,BC,38/62,39/62,圆周运动分析方法,1,分析临界点,对于物体在临界点相关多个物理量，需要区分哪些物理量能够突变，哪些物理量不能突变，而不能突变物理量(普通指线速度)往往是处理问题突破口,2分析每个运动过程运动性质,对于物体参加多个运动过程，要仔细分析每个运动过程为何种运动,(1)若为圆周运动，应明确是水平面内匀速圆周运动，还是竖直平面内变速圆周运动，机械能是否守恒,(2)若为抛体运动，应明确是平抛运动，还是类平抛运动，垂直于初速度方向力是哪个力,40/62,1,模型概述,在竖直平面内做圆周运动物体，运动至轨道最高点时受力情况可分为两类：一是无支撑,(,如球与绳连接，沿内轨道“过山车”等,),，称为“轻绳模型”；二是有支撑,(,如球与杆连接，小球在弯管内运动等,),，称为“轻杆模型”,微课堂,圆周运动轻绳、轻杆模型,41/62,2两类模型对比,42/62,43/62,例4,如图甲所表示，一轻杆一端固定在,O,点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为,R,圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为,F,N,，小球在最高点速度大小为,v,，,F,N,v,2,图象如图乙所表示以下说法正确是(),44/62,思绪剖析：,(1)小球在最高点速度等于零时，即,v,2,0，乙图中纵截距表示什么物理量？(2)小球在最高点时杆对小球弹力等于零，即,F,N,0，乙图中横截距表示什么物理量？,【答案】,B,45/62,练4,(年贵州遵义模拟),长度为,L,0.5 m轻质细杆,OA,，,A,端有一质量为,m,3.0 kg小球，如图所表示，小球以,O,点为圆心在竖直平面内做圆周运动，经过最高点时小球速率为2.0 m/s，不计空气阻力，,g,取10 m/s,2,，则此时细杆,OA,受到(),A6.0 N拉力,B6.0 N压力,C24 N拉力,D24 N压力,46/62,【答案】,B,47/62,48/62,热点题组一圆周运动运动学分析,1,(届枣阳模拟),无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统挡位变速器，很各种高档汽车都应用了无级变速如图所表示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间摩擦力带动当位于主动轮和从动轮之间滚轮从左向右移动时，从动轮降低转速；滚轮从右向左移动时，从动轮增加转速当滚轮位于主动轮直径,D,1,，从动轮直径,D,2,位置时，主动轮转速,n,1,，从动轮转速,n,2,关系是(),模拟精选 组合专练,49/62,50/62,2,(年哈尔滨检测),在街头剪发店门口，常能够看到这么一个标志：一个转动圆筒，外表有黑白螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但条纹实际在竖直方向并没有升降，这是由圆筒转动而使我们眼睛产生错觉如图所表示，假设圆筒上条纹是围绕着圆筒、连续一条宽带，相邻两条纹在沿圆筒轴线方向距离(即螺距)为,L,10 cm，圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看)，以2 r/s转速匀速转动，我们感觉到升降方向和速度大小分别为(),A向上，10 cm/s,B向上，20 cm/s,C向下，10 cm/s,D向下，20 cm/s,51/62,【答案】,D,【解析】,由圆筒沿逆时针方向转动知，我们感觉到条纹在沿竖直方向向下运动，圆筒转动一圈，用时0.5 s，感觉到条纹沿竖直方向向下运动,L,，所以向下运动速度为20 cm/s.,52/62,热点题组二圆周运动动力学分析,3如图所表示，,“,旋转秋千,”,中两个座椅,A,，,B,质量相等，经过相同长度缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力影响，当旋转圆盘绕竖直中心轴匀速转动时，以下说法正确是(),A,A,速度比,B,大,B,A,与,B,向心加速度大小相等,C悬挂,A,，,B,缆绳与竖直方向夹角相等,D悬挂,A,缆绳所受拉力比悬挂,B,小,53/62,【答案】,D,54/62,55/62,【答案】,C,56/62,热点题组三圆周运动,“,轻绳,”“,轻杆,”,模型,5如图所表示，一质量为,M,光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为,m,小环(可视为质点)，从大环最高处由静止滑下重力加速度大小为,g,.当小环滑到大环最低点时，大环对轻杆拉力大小为(),A,Mg,5,mg,B,Mg,mg,C,Mg,5,mg,D,Mg,10,mg,【答案】,C,57/62,58/62,59/62,【答案】,BC,60/62,61/62,62/62,
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