《2019高考物理复习江苏专课件：第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理复习江苏专课件：第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲圆周运动,第四章曲线运动万有引力与航天,内容索引,过好双基关 回扣基础知识 训练基础题目,研透命题点 细研考纲和真题 分析突破命题点,课时作业 限时训练 练规范 练速度,随堂测试 随堂自测 检测课堂学习效果,过好双基关,一、匀速圆周运动及描述,1.匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长 ，就是匀速圆周运动. (2)特点：加速度大小不变，方向始终指向 ，是变加速运动. (3)条件：合外力大小不变、方向始终与 方向垂直且指向圆心.,相等,圆心,速度,2.描述匀速圆周运动的物理量,m/s,转动快慢,快慢,rad/s,一圈,s,r2,m/s2,方向,圆心,答
2、案,自测1(多选)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 C.轨迹半径为 m D.加速度大小为4 m/s2,二、匀速圆周运动的向心力,1.作用效果 向心力产生向心加速度，只改变速度的 ，不改变速度的 . 2.大小,mr2,3.方向 始终沿半径方向指向 ，时刻在改变，即向心力是一个变力. 4.来源 向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的 提供，还可以由一个力的 提供.,方向,大小,圆心,合力,分力,自测2(多选)下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法正确的是 A.因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变
3、，故向心力是一个恒力 B.因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的 大小 C.向心力就是物体所受的合外力 D.向心力和向心加速度的方向都是不变的,答案,三、离心运动和近心运动,1.离心运动定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做 圆心的运动. 2.受力特点(如图1) (1)当Fmr2时，物体做 运动； (2)当F0时，物体沿 方向飞出； (3)当Fmr2时，物体逐渐向圆心靠近，做 运动. 3.本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力_做匀速圆周运动需要的向心力.,图1,逐渐远离,匀速圆周,切线,远离,近心,小于
4、,研透命题点,1.对公式vr的理解 当r一定时，v与成正比. 当一定时，v与r成正比. 当v一定时，与r成反比. 2.对an 2r的理解 在v一定时，an与r成反比；在一定时，an与r成正比.,命题点一圆周运动的运动学问题,基础考点自主悟透,3.常见的传动方式及特点 (1)皮带传动：如图2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vAvB.,图2,(2)摩擦传动和齿轮传动：如图3甲、乙所示，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vAvB.,图3,(3)同轴传动：如图4甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，AB，由vr知v与r成正比.,图4,
5、例1(多选)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图5所示.正常骑行自行车时，下列说法正确的是 A.A、B两点的线速度大小相等，角速度大 小也相等 B.B、C两点的角速度大小相等，周期也相等 C.A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D.B点的向心加速度大于C点的向心加速度,图5,答案,解析,解析设A、B、C三点到各自轴心的距离分别为RA、RB、RC，由题可知RCRARB.A、B两点通过链条相连，线速度大小相等，由vr知，A、B两点的角速度不相等，选项A错误；,由an2r知，B点的向心加速度小于C点的向心加速度，选项D错误.,1.向心力的来源 向心力是按力的
6、作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力. 2.几种典型运动模型,命题点二圆周运动的动力学问题,能力考点师生共研,3.“一、二、三、四”求解圆周运动问题,例2(2017江苏单科5)如图6所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上.物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是 A.物块向
7、右匀速运动时，绳中的张力等于2F B.小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F,图6,答案,解析,解析物块向右匀速运动时，设物块与夹子间的静摩擦力为Ff，则FfF.对物块，根据平衡条件可得，2FfMg，则绳中的张力FT2Ff2F，故A错误； 小环碰到钉子后，物块向上摆动的过程中，物块在夹子中没有滑动，可知夹子的两侧面与物块间的摩擦力FfF，所以绳中的张力FT2Ff2F，故B错误；,变式1(多选)(2018盐城中学月考)如图7所示，一个匀速转动的半径r的水平圆盘上放着两个小木块M和N，木块M放在圆盘的边缘处，木块N放在离圆心 r处，它们都随圆盘一起运动.下列说法中正确的是 A.M受重力、支持力、向心
8、力 B.M的线速度是N的3倍 C.M的角速度是N的3倍 D.M的向心加速度是N的3倍,图7,答案,解析,解析对M受力分析可知，M受重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力，不能进行受力分析，故A错误； 木块与圆盘一起运动，角速度相等，而半径不等，M的半径是N的3倍，根据vr可知，M的线速度是N的线速度的3倍，故B正确，C错误； 根据ar2可知，角速度相同，故向心加速度与半径成正比，故M的向心加速度是N的3倍，故D正确.,命题点三竖直面内的圆周运动,能力考点师生共研,模型构建,例3(多选)(2017射阳二中模拟)如图8甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球
9、，整个装置绕O点在竖直面内转动.小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是 A.图象函数表达式为Fm mg B.重力加速度g C.绳长不变，用质量较小的球做实验， 得到的图线斜率更大 D.绳长不变，用质量较小的球做实验， 图线b点的位置不变,答案,图8,命题点四圆周运动中的两类临界问题,能力考点师生共研,1.与摩擦力有关的临界极值问题 物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力. (1)如果只是摩擦力提供向心力，则最大静摩擦力Fm ，静摩擦力的方向一定指向圆心. (2)如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水
10、平面转动，其中一个物体存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心.,2.与弹力有关的临界极值问题 (1)压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零. (2)绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等.,例4(2017前黄中学检测)如图9所示，水平圆盘上有两个质量相等的、可以看做质点的小物块A、B，它们之间的连接细线经过圆心，与圆盘间的动摩擦因数大小相等，且OB2OA.开始时，细绳仅处于伸直状态，没有张力.现让圆盘从静止开始绕着竖直轴做转速越来越大的转动，直至刚要滑动.则以下说法正
11、确的是 A.细绳中的张力从转动开始一直逐渐增大 B.物块A的摩擦力先变大后变小 C.物块A的摩擦力先沿半径指向里再指向外 D.物块B的摩擦力先沿半径指向外再指向里,图9,答案,解析,解析由于开始转动时，两物块的向心力均由静摩擦力提供，一段时间内绳子是没有张力的，所以选项A错误. 当B物块的静摩擦力增大到最大时，绳子才开始有张力，随着转速的增大，张力也增大，则对A：FTFfmr22，A受到的静摩擦力减小，当减小到零时，若转速继续增大，则A受到的静摩擦力将背向圆心逐渐增大，当增大到最大时，A先开始滑动.由此看来，从开始到A开始滑动，A受到的静摩擦力先增大后减小再增大，所以B选项错误. 由上述分析知
12、道，物块A的摩擦力先沿半径指向里再指向外，所以选项C正确. B开始转动时，静摩擦力提供向心力，静摩擦力指向圆心，后来一直指向圆心，所以选项D错误.,变式2(多选)(2017扬州市5月考前调研)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图10所示，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平方向成角，b绳在水平方向伸直且长为l，则下列说法正确的有 A.a绳的拉力一定大于b绳的拉力 B.a绳的拉力随角速度的增大而增大 C.若角速度2 ，b绳将出现拉力 D.若b绳突然被剪断，a绳的弹力大小可能不变,图10,答案,解析,解析小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的
13、合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，有：Fasin mg，水平方向上有：Facos Fbml2，可知a绳的拉力不一定大于b绳的拉力，故A错误.,由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力大小可能不变，故D正确.,随堂测试,1.(2018泰州中学期中)如图11所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动的过程中a、b两质点 A.线速度大小相同 B.角速度大小相同 C.向心力大小相同 D.向心加速度大小相同,答案,解析,1,2,3,图11,4,1,2,3,解析偏心轮上各处角速度相等，故B正确； 根据vr，可知半
14、径不同点，线速度不同，故A错误； 根据Fm2r可知半径不同点，向心力不同，故C错误； 根据a2r可知半径不同点，向心加速度不同，故D错误.,4,2.(多选)(2017南通中学期中)如图12所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在光滑水平面上做匀速圆周运动 A.转速相同时，绳长的容易断 B.周期相同时，绳短的容易断 C.线速度大小相等时，绳短的容易断 D.线速度大小相等时，绳长的容易断,答案,1,2,3,图12,4,解析,解析根据牛顿第二定律得：Fm(2n)2r，m一定，当转速n相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断.故A正确. 根据牛顿第二定律得：Fm ，m一定，当周期T相同时，
15、绳长r越长， 绳子拉力F越大，绳子越容易断.故B错误. 根据牛顿第二定律得：Fm ，m一定，线速度大小相等时，绳长r越短， 绳子拉力F越大，绳子越容易断，故C正确，D错误.故选A、C.,1,2,3,4,1,2,3,3.(多选)(2017海安中学12月月考)如图13所示为内壁光滑的倒立圆锥，两个完全相同的小球A、B在圆锥内壁不同高度处分别做匀速圆周运动.两小球运动的速度、角速度、加速度和合外力分别是 vA、vB、A、B、aA、aB、FA、FB，下列结论正确的是 A.vAvB B.AB C.aAaB D.FAFB,答案,图13,解析,4,1,2,3,解析小球受重力和支持力，二力的合力充当向心力，故
16、F合mgtan ，所以FAFB，D错误；,根据F合mgtan ma，可得aAaB，C正确.,4,1,2,3,4.(2018泰兴中学检测)如图14甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动.现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示.不计空气阻力.下列说法中正确的是 A.t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等 B.t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等 C.t1时刻小球通过最高点，图乙中 S1和S2的面积不相等 D.t2时刻小球通过最高点，图乙中 S1和S2的面积不相等,图14,答案,解析,4,1,2,3,解析过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，故t1时刻小球通过最高点.根据题意知，题图乙中图线围成的阴影面积S1、S2分别表示从最低点经过
