《江苏省2017高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 3 圆周运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省2017高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 3 圆周运动课件（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第四章曲线运动 第3讲圆周运动 1 知道圆周运动是变速运动 理解描述匀速圆周运动的物理量及其关系 2 理解向心力的概念 能分析向心力的来源 能运用向心力公式进行计算 3 能分析水平面内 竖直平面内最高点和最低点的圆周运动问题 4 知道离心运动及其产生的原因 能分析生活中的离心现象 1 圆周运动 运动轨迹是 的运动 物体在做转动时 除转动轴外 其上的任一点都在做圆周运动 做圆周运动的物体 线速度的方向在圆周 方向 且时刻变化 圆周运动是 运动 2 匀速圆周运动 质点沿圆周运动 如果在 的时间里通过的圆弧长度s相等 即线速度大小不变 就是做匀速圆周运动 匀速圆周运动是 圆周运动 是变速运动 圆
2、切线 变速 任意相等 匀速率 R v 合外力 man 效果 消失 向心力 圆心 1 圆周运动各物理量间的关系 圆周运动的运动学问题 4 常见的三种传动方式及特点 1 皮带传动 如图甲 乙所示 皮带与两轮之间无相对滑动时 两轮边缘线速度大小相等 即vA vB 2 摩擦传动 如图所示 两轮边缘接触 接触点无打滑现象时 两轮边缘线速度大小相等 即vA vB 3 同轴传动 如图甲 乙所示 绕同一转轴转动的物体 角速度相同 A B 由v r知v与r成正比 典题演示1 2016 金陵中学 如图所示 B和C是一组塔轮 即B和C半径不同 但固定在同一转动轴上 其半径之比为RB RC 3 2 A轮的半径大小与C
3、轮相同 它与B轮紧靠在一起 当A轮绕过其中心的竖直轴转动时 由于摩擦作用 B轮也随之无滑动地转动起来 a b c分别为三轮边缘的三个点 则a b c三点在运动过程中的 A 线速度大小之比为3 2 2B 角速度之比为3 3 2C 转速之比为2 3 2D 向心加速度大小之比为9 6 4 D 1 求解圆周运动的动力学问题做好 三分析 一是几何关系的分析 目的是确定圆周运动的圆心 半径等 二是运动分析 目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式 用运动学量来表示 三是受力分析 目的是利用力的合成与分解的知识 表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力 圆周运动中的动力学问题 2 圆周运动问题的解题步骤
4、 典题演示2 2016 扬州一模改编 夏季游乐场的 飞舟冲浪 项目受到游客的欢迎 简化模型如图 一游客 可视为质点 以某一水平速度v0从A点出发沿光滑圆轨道运动 至B点时脱离轨道 最终落在水面上的C点 不计空气阻力 下列说法中正确的是 A 在A点时 游客对圆轨道压力等于其重力B 在B点时 游客的向心加速度为gC B到C过程 游客做变加速运动D A到B过程 游客水平方向的加速度先增大后减小 D 解析 在A点 游客具有竖直向下的向心加速度 此瞬间处于失重状态 对轨道的压力小于其重力 故A错误 游客在B点刚离开轨道 则游客对圆轨道的压力为零 游客的向心加速度小于g 故B错误 从B到C过程 游客只受重
5、力作用 做匀变速曲线运动 故C错误 游客在A点时合力沿竖直方向 在B点时合力也沿竖直方向 但在中间过程某点支持力却有水平向右的分力 所以游客水平方向的加速度必定先增大后减小 故D正确 1 实例特点 1 运动轨迹是圆 2 向心力的方向沿半径指向圆心 3 向心力来源 一个力或几个力的合力或某个力的分力 匀速圆周运动的实例分析 2 运动实例 汽车 火车转弯 飞机在水平面内做匀速圆周飞行等 1 汽车 或自行车 在水平路面上转变 此时路面对汽车 或自行车 的静摩擦力提供向心力 这个力的作用是用来改变汽车 或自行车 的行驶方向 2 火车拐弯 如图所示 在转弯处使外轨略高于内轨 火车驶过转弯处时 铁轨对火车
6、的支持力FN的方向不再是竖直的 而是斜向弯道内侧 它与重力G的合力指向圆心 提供火车转弯时所需的向心力 设内 外轨间的距离为L 内 外轨的高度差为h 火车转弯的半径为R 火车转弯的规定速度为v0 如图所示 可得向心力为 A 解析 小车拐弯时 需要力来提供向心力 B D选项的图中两轮子的高度始终相同 轨道对它的支持力不能提供向心力 B D选项错误 A项图中小车拐弯时a侧车轮将高于b侧车轮 轨道对小车的弹力斜向右上方 弹力沿水平方向的分力可以来提供向心力 A项正确 B项错误 从图可以得到如下结论 1 做圆周运动的质点 当合外力消失时 它就以这一时刻的速度沿切线方向飞去 2 当合外力突然减小为某一个
7、值时 物体将会在切线方向与圆周之间做离心运动 离心运动问题 注意 做离心运动的质点不存在所谓的 离心力 作用 因为没有任何物体提供这种力 不管是以什么方式命名的力 只要是真实存在的 一定有施力物体 离心运动学特征是逐渐远离圆心的运动 动力学特征是合外力消失或不足以提供所需的向心力 若提供向心力大于物体所需向心力时 表现为向心运动的趋势 离圆心越来越近 C 解析 当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时 乙靠甲的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动 松手后 乙所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力 乙要发生相对滑动 离圆盘圆心越来越远 但是甲所需要的向心力小于甲的最大
8、静摩擦力 所以甲仍保持相对圆盘静止状态 C正确 1 如图所示 两个啮合齿轮 小齿轮半径为10cm 大齿轮半径为20cm 大齿轮中C点离圆心O2的距离为10cm A B分别为两个齿轮边缘上的点 则A B C三点的 A 线速度之比为1 1 1B 角速度之比为1 1 1C 向心加速度之比为4 2 1D 转动周期之比为2 1 1 C 2 2015 无锡一模 如图所示 一个内壁光滑的圆锥面轴线OO 是竖直的 顶点O在下方 锥角为2 若有两个相同的小球A与B 均视为质点 在圆锥的内壁上沿不同的轨道做匀速圆周运动 则有 A A与B的动能相同B A与B运动的周期相同C 锥壁对A与B的支持力大小相等D A与B两
9、球的向心加速度aA aB C D 4 2017 盐城中学 如图所示的装置中 A B两球的质量都为m 且绕竖直轴做同样的圆锥摆运动 木块的质量为2m 则木块的运动情况是 A 静止不动B 向下运动C 向上运动D 上下振动 A 解析 因两球的质量都为m 且绕竖直轴做同样的圆锥摆运动 由对称性可设A球受其上绳子的拉力为T 绳子与圆平面夹角为 则Tsin mg 所以右边A B两个绳子在竖直方向的合力即上面一根绳子的拉力为2Tsin 2mg 根据定滑轮的特点知左边的绳子受到向上的拉力为2mg 对木块进行受力分析 受到绳子的拉力和重力 都为2mg 受力平衡 所以木块静止不动 故A选项正确 AC 解析 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势 说明此处公路内侧较低外侧较高 选项A正确 车速只要低于v0 车辆便有向内侧滑动的趋势 但不一定向内侧滑动 选项B错误 车速虽然高于v0 由于车轮与地面有摩擦力 但只要不超出某一最高限度 车辆便不会向外侧滑动 选项C正确 根据题述 汽车以速率v0转弯 需要指向内侧的向心力 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势 没有受到摩擦力 所以当路面结冰时 与未结冰时相比 转弯时v0的值不变 选项D错误 ACD
