高考物理一轮复习要点提示-第4讲-圆周运动.pptx

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,2021/10/3,#,第1页,一、描述圆周运动物理量,惯用有：线速度、角速度、周期、转速、向心力、向心加速度等，比较以下表所表示：,第2页,第3页,二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动,1,匀速圆周运动,(1),定义：线速度,圆周运动,(2),性质：向心加速度大小,，方向,变加速曲线运动,(3),质点做匀速圆周运动条件：,协力大小不变，方向一直与速度方向垂直且指向,大小不变,不变,总是指向圆心,圆心,第4页,2,非匀速圆周运动,(1),定义：线速度大小、方向均,圆周运动,(2),协力作用,协力沿速度方向分量,F,t,产生切向加速度，,F,t,ma,t,，它只改变速度,协力沿半径方向分量,F,n,产生向心加速度,F,n,ma,n,，它只改变速度,三、离心运动,1,本质：,做圆周运动物体，因为本身惯性，总有沿着,飞出去倾向,发生改变,大小,方向,圆周切线方向,第5页,2,受力特点,(,如图所表示,),(1),当,F,时，物体做匀速圆周运动；,(2),当,F,0,时，物体沿,飞出；,(3),当,F,mr,2,时，物体逐步向,靠近,(1),物体做离心运动不是物体受到所谓离心力作用，而是物体惯性表现,(2),物体做离心运动时，并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大或沿切线方向飞出,mr,2,切线方向,mr,2圆心,第6页,1,关于匀速圆周运动说法，正确是,(,),匀速圆周运动速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动物体没有加速度,做匀速圆周运动物体，即使速度大小不变，但方向时刻都在改变，所以必有加速度,做匀速圆周运动物体，加速度大小保持不变，所以是匀变速,(,曲线,),运动,匀速圆周运动物体加速度大小即使不变，但加速度方向一直指向圆心，加速度方向时刻都在改变，所以匀速圆周运动既不是匀速运动，也不是匀变速运动,A,B,C,D,解析：,速度和加速度都是矢量，做匀速圆周运动物体、即使速度大小不变，但方向时刻在改变，速度时刻发生改变，必定含有加速度加速度大小即使不变，但方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动故本题选,D.,答案：,D,第7页,2,如图所表示，天车下吊着两个质量都是,m,工件,A,和,B,，系,A,吊绳较短，系,B,吊绳较长若天车运动到,P,处突然停顿，则两吊绳所受拉力,F,A,和,F,B,大小关系为,(,),A,F,A,F,B,B,F,A,mg,答案：,A,第8页,3,在光滑水平面上，用长为,l,细线拴一质量为,m,小球，以角速度,做匀速圆周运动，以下说法中正确是,(,),A,l,、,不变，,m,越大线越易被拉断,B,m,、,不变，,l,越小线越易被拉断,C,m,、,l,不变，,越小线越易被拉断,D,m,不变，,l,减半且角速度加倍时，线拉力不变,解析：,由向心力表示式,F,线,F,向,ml,2,可知，,F,线,上拉力越大，线越易断，故选项,A,正确，,B,、,C,错误；若,m,不变，,l,减半角速度,加倍时，线拉力加倍，故,D,错误,答案：,A,第9页,第10页,圆周运动运动学分析,第11页,(1),在讨论,v,、,、,r,三者关系时，应采取控制变量法，即保持其中一个量不变来讨论另外两个量关系,(2),在处理传动装置中各量间关系时，应首先明确传动方式及传动特点,第12页,例,1,(,年,淮南,模拟,),如图所表示，一个向自行车车灯供电小发电机上端有二分之一径,r,0,1.0 cm,摩擦小轮，小轮与自行车车轮边缘接触当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力自行车车轮半径,R,1,35 cm,，小齿轮半径,R,2,4.0 cm,，大齿轮半径,R,3,10.0 cm.,求大齿轮转速,n,1,和摩擦小轮转速,n,2,之比,(,假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动,),思绪点拨,求解此题应注意以下两点：,(1),凡是直接用皮带传动,(,包含链条传动、摩擦传动,),两个轮子，两轮边缘上各点线速度大小相等；,(2),凡是同一个轮轴上,(,各个轮都绕同一根轴同时转动,),各点角速度相等,第13页,自主解答,大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边缘各点线速度大小相等，由,v,2,nr,可知转速,n,和半径,r,成反比；小齿轮和车轮同轴转动，两轮上各点转速相同大齿轮与小齿轮转速之间关系为：,n,1,：,n,小,R,2,R,3,.,车轮与小齿轮之间转速关系为：,n,车,n,小,车轮与摩擦小轮之间关系为：,n,车,：,n,2,r,0,：,R,1,.,由以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间转速之比为：,n,1,：,n,2,2,175.,答案,2,175,第14页,1,(,年,芜湖,模拟,),如图所表示装置中，三个轮 半径分别为,r,、,2,r,、,4,r,，,b,点到圆心距离为,r,，求图中,a,、,b,、,c,、,d,各点线速度之比、角速度之 比、加速度之比,解析：,由,v,a,v,c,，而,v,b,v,c,v,d,1,2,4,，所以,v,a,v,b,v,c,v,d,2,1,2,4,；,a,b,2,1,，而,b,c,d,，所以,a,b,c,d,2,1,1,1,；再利用,a,v,，可得,a,a,a,b,a,c,a,d,4,1,2,4.,答案：,v,a,v,b,v,c,v,d,2,1,2,4,a,：,b,：,c,：,d,2,：,1,：,1,：,1,a,a,：,a,b,：,a,c,：,a,d,4,：,1,：,2,：,4,第15页,圆周运动中动力学问题分析,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，所以在受力分析中要防止再另外添加向心力,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，该力就是向心力,第16页,3,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),据牛顿运动定律及向心力公式列方程；,(5),求解、讨论,(1),不论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心协力均为向心力,(2),当采取正交分解法分析向心力起源时，做圆周运动物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径指向圆心,第17页,例,2,如图所表示，一个竖直放置圆锥筒可绕其中心轴,OO,转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为,R,和,H,，筒内壁,A,点高度为筒高二分之一内壁上有一质量为,m,小物块求,:,(1),当筒不转动时，物块静止在筒壁,A,点受 到摩擦力和支持力大小；,(2),当物块在,A,点随筒匀速转动，且其受到摩擦力为零时，筒转动角速度,思绪点拨,对物块进行受力分析，分别依据共点力平衡和圆周运动所需向心力利用正交分解列方程求解,自主解答,(1),物块静止时，对物块进行受力分析 如图所表示，设筒壁与水平面夹角为,.,由平衡条件有,F,f,mg,sin,F,N,mg,cos,由图中几何关系有,第18页,第19页,第20页,2用一根细线一端系一小球,(,可视为质点,),，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所表示，设小球在水平面内做匀速圆周运动角速度为,，细线张力为,F,T,，则,F,T,随,2,改变图象是下列图中,(,),第21页,解析：,小球角速度,较小，未离开锥面时，如图所表示设细线张力为,F,T,，线长度为,L,，锥面对小球支持力为,F,N,，则有,F,T,cos,F,N,sin,mg,，,F,T,sin,F,N,cos,m,2,L,sin,，可得出：,F,T,mg,cos,m,2,L,sin,2,，可见随,由,0,开始增加，,F,T,由,mg,cos,开始随,2,增大线性 增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，F,T,sin,m,2,L,sin,，得,F,T,m,2,L,，可见,F,T,随,2,增大 仍线性增大，但图线斜率增大了，总而言之，只有,C,正确,答案：,C,第22页,竖直面内圆周运动问题,第23页,第24页,第25页,(1),“,轻绳,”,模型和,“,轻杆,”,模型不一样原因在于,“,轻绳,”,只能对小球产生拉力，而,“,轻杆,”,既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力,(2),解答竖直面内圆周运动问题时，首先要搞清是绳模型还是杆模型，在最高点绳模型和杆模型临界速度是不一样,第26页,例,3,如图所表示，,LMPQ,是光滑轨道，,LM,水 平，长为,5.0 m,，,MPQ,是二分之一径为R,1.6 m,半 圆，,QOM,在同一竖直面上，在恒力,F,作用下，质量,m,1 kg,物体,A,从,L,点由静止开始运动，当到达,M,时马上停顿用力欲使,A,刚好能经过,Q,点，则力,F,大小为多少？,(,取,g,10 m/s,2,),第27页,答案,8 N,第28页,第29页,3,如图所表示，放置在水平地面上支架质量为,M,，支架顶端用细线拴着摆球质量为,m,，现将摆球拉至 水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架一直不 动，以下说法正确是,(,),A,在释放前瞬间，支架对地面压力为,(,m,M,),g,B,在释放前瞬间，支架对地面压力为,Mg,C,摆球抵达最低点时，支架对地面压力为,m,M,),g,D,摆球抵达最低点时，支架对地面压力为,(2,m,M,),g,第30页,答案：,B,第31页,1,(,年合肥模拟,),如图所表示，某同学用硬塑料管和一个质量为,m,铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将内径略大于塑料管外径螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并沿水平方向做半径为,r,匀速圆周运动，则只要运动角速度大小适当，螺丝帽恰好不下滑假设螺丝帽与塑料管间动摩擦因数为,，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学用手转动塑料管并使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确是,(,),第32页,答案：,A,第33页,2,(,年铜陵模拟,),如图所表示，在验证向心力公式试验中，钢球,放在,A,盘边缘，与,质量相同钢球,放在,B,盘边缘，,A,、,B,两盘半径之比为,2,1.,a,、,b,分别是与,A,盘、,B,盘同轴轮,a,轮、,b,轮半径之比为,1,2,，当,a,、,b,两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球,、,受到向心力之比为,(,),A,2,1,B,4,1,C,1,4 D,8,1,答案：,D,第34页,答案：,B,第35页,4,(,年高考北京理综,),如图所表示，长度为,l,轻绳上端固定在,O,点，下端系一质量为,m,小球,(,小 球大小能够忽略,),(1),在水平拉力,F,作用下，轻绳与竖直方向 夹角为,，小球保持静止画出此时小球受力 图，并求力,F,大小；,(2),由图示位置无初速释放小球，求当小球经过最低点时速度大小及轻绳对小球拉力不计空气阻力,解析：,(1),受力图见右图依据平衡条件，应满足,F,T,cos,mg,，,F,T,sin,F,.,联立解得拉力大小,F,mg,tan,.,第36页,第37页,