匀速圆周运动之绳杆模型市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

考基自主落实,核心考点透析,物理建模指导,活页限时训练,高考快乐体验,第,3,讲匀速圆周运动及其应用,第1页,1,匀速圆周运动,匀速圆周运动角速度、线速度、向心加速度,(,考纲要求,),第2页,(1),定义,：做圆周运动物体，若在相等时间内经过圆弧长,_,，就是匀速圆周运动,(2),特点,：加速度大小,_,，方向一直指向,_,，是变加速运动,(3),条件,：合外力大小,_,、方向一直与,_,方向垂直且指向圆心,相等,不变,圆心,不变,速度,第3页,2,描述圆周运动物理量,描述圆周运动物理量主要有线速度、角速度、周,期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如,下表：,第4页,快慢,转动快慢一周,圈数,方向,快慢,R,2,第5页,1,作用效果,产生向心加速度，只改变速度,_,，不改变速度,_.,2,大小,匀速圆周运动向心力,(,考纲要,一直沿半径方向指向,_,，时刻在改变，即向心力是一个变力,起源,向心力能够由一个力提供，也能够由几个力,_,提供，还能够由一个力,_,提供,.,4,m,2,r,圆心,协力,分力,方向,大小,第6页,1,定义,：做,_,物体，在所受合外力突然消失或,不足以提供圆周运动,_,情况下，就做逐步,远离圆心运动,2,本质,：做圆周运动物体，因为本身惯性，总有沿,着,_,飞出去倾向,3,受力特点,离心运动,(,考纲要求,),当,F,_,时，物体做匀速圆周运动当,F,0,时，物体沿,_,飞出；,当,F,_,时，物体逐步远离圆心，,F,为实际提供向心力，如图,4,3,1,所表示,图,4,3,1,圆周运动,所需向心力,圆周切线方向,mr,2,mr,2,切线方向,第7页,第8页,1,关于质点做匀速圆周运动以下说法正确是,(,),第9页,答案,D,第10页,图,4,3,2,所表示是一个玩具陀螺,A,、,B,和,C,是陀螺上三个点当陀螺绕垂直于地面轴线以角速度,稳定旋转时，以下表述正确是,(,),A,A,、,B,和,C,三点线速度大小相等,B,A,、,B,和,C,三点角速度相等,C,A,、,B,角速度比,C,大,D,C,线速度比,A,、,B,大,图,4,3,2,2,解析,A,、,B,和,C,均是同一陀螺上点，它们做圆周运动角速度都为陀螺旋转角速度,，,B,对、,C,错三点运动半径关系,r,A,r,B,r,C,，据,v,r,可知，三点线速度关系,v,A,v,B,v,C,，,A,、,D,错,答案,B,第11页,一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为,4 m/s,，转动周期为,2 s,，则,(,),A,角速度为,0.5 rad/s,B,转速为,0.5 r/s,答案,BCD,3,第12页,如图,4,3,3,所表示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币受力情况，以下说法正确是,(,),图,4,3,3,A,受重力和台面支持力,B,受重力、台面支持力和向心力,C,受重力、台面支持力、向心力和静摩擦力,D,受重力、台面支持力和静摩擦力,解析,重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指向转轴,答案,D,4.,第13页,如图,4,3,4,是摩托车比赛转弯时情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超出此速度，摩托车将发生滑动对于摩托车滑动问题，以下叙述正确是,(,),图,4,3,4,5,第14页,A,摩托车一直受到沿半径方向向外离心力作用,B,摩托车所受外力协力小于所需向心力,C,摩托车将沿其线速度方向与半径向外方向沿直线滑去,D,摩托车将沿其半径方向沿直线滑去,解析,本题考查圆周运动规律和离心现象摩托车只受重力、地面支持力和地面摩擦力作用，没有离心力，,A,项错误；摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受协力等于向心力，假如向外滑动，说明协力小于需要向心力，,B,项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外方向之间做离心曲线运动，,C,、,D,项错误,答案,B,第15页,在分析传动装置物理量时，要抓住不等量和相等量关系，表现为：,(1),同一转轴各点角速度,相同，而线速度,v,R,与半径,R,成正比，向心加速度大小,a,R,2,与半径,r,成正比,考点一在传动装置中各物理量之间关系,第16页,如图,4,3,5,所表示是自行车传动结构示意图，其中,是半径为,R,1,大齿轮，,是半径为,R,2,小齿轮，,是半径为,R,3,后轮，假设脚踏板转速为,n,，则自行车前进速度为,(,),【典例,1,】,图,4,3,5,第17页,答案,C,第18页,如图,4,3,6,所表示为某一皮带传动装置主动轮半径为,r,1,，从动轮半径为,r,2,.,已知主动轮做顺时针转动，转速为,n,，转动过程中皮带不打滑以下说法正确是,(,),A,从动轮做顺时针转动,B,从动轮做逆时针转动,【,变式,1,】,图,4,3,6,第19页,答案,BC,第20页,考点二 匀速圆周运动实例分析（小专题）,【,典例,2,】,“,飞车走壁,”,是一个传统杂技艺术，演员骑车在倾角很大桶面上做圆周运动而不掉下来如图,4,37,所表示，已知桶壁倾角为,，车和人总质量为,m,，做圆周运动半径为,r,.,若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁摩擦力，以下说法正确是,(,),图,4,3,7,第21页,思绪导图,第22页,答案,AC,第23页,处理圆周运动问题主要步骤,(1),审清题意，确定研究对象；,(2),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；,(3),分析物体受力情况，画出受力示意图，确定向心力起源；,(4),依据牛顿运动定律及向心力公式列方程,第24页,(,天津联考,),铁路转弯处弯道半径,r,是依据地形决定弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差,h,设计不但与,r,相关还与火车在弯道上行驶速度,v,相关以下说法正确是,(,),A,速率,v,一定时，,r,越小，要求,h,越大,B,速率,v,一定时，,r,越大，要求,h,越大,C,半径,r,一定时，,v,越小，要求,h,越大,D,半径,r,一定时，,v,越大，要求,h,越大,【,变式,2,】,第25页,答案,AD,第26页,在高速公路拐弯处，通常路面都是外高内低如图,4,3,8,所表示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧路面比右侧路面低一些汽车运动可看作是做半径为,R,圆周运动设内外路面高度差为,h,，路基水平宽度为,d,，路面宽度为,L,.,已知重力加速度为,g,.,要使车轮与路面之间横向摩擦力,(,即垂直于前进方向,),等于零，则汽车转弯时车速应等于,(,),【,变式,3,】,图,4,3,8,第27页,答案,B,第28页,(1),模型概述,在竖直平面内做圆周运动物体，按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,“,绳,(,环,),约束模型,”,，二是有支撑,(,如球与杆连接，在弯管内运动等,),，称为,“,杆,(,管道,),约束模型,”,(2),临界问题分析,物体在竖直平面内做圆周运动是一个经典变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有,“,最大,”“,最小,”“,刚好,”,等词语，现就两种模型分析比较以下：,5.,坚直平面内圆周运动绳、杆模型,第29页,第30页,第31页,如图,4,3,9,所表示，质量为,60 kg,体操运动员，做,“,单臂大回环,”,，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动此过程中，运动员抵达最低点时手臂受拉力最少约为,(,忽略空气阻力，,g,10 m/s,2,)(,),A.600 N B,2 400 N,C,3 000 N D,3 600 N,【,典例,】,图,4,3,9,第32页,教你审题,关键点：运动员以单杠为轴做圆周运动,属于竖直面内圆周运动杆模型,牛顿第二定律和机械能守恒定律,自己试一试！,教你审题,第33页,答案,C,第34页,单击此处进入 高考高兴体验,第35页,单击此处进入 活页限时训练,第36页,