《2013版物理一轮精品复习学案 4.3 圆周运动及其运用（必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013版物理一轮精品复习学案 4.3 圆周运动及其运用（必修2）（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、速度、角速度、周期、转速、向心力、向心加速度，比较如表所示：二、)定义：线速度_的圆周运动.(2)性质：向心加速度大小_，方向总是_的变加速曲线运动.(3)质点做匀速圆周运动的条件合力_不变，方向始终与速度方向 【答案】大小不变不变 指向圆心大小 )定义：线速度大小、方向均_的圆周运动.(2)合力的作用.合力沿速度方向的分量 生切向加速度，Ft=只改变速度的_.合力沿半径方向的分量 生向心加速度，Fn=只改变速度的_.【答案】发生变化大小 方向三、)定义：做_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_的情况下，所做的逐渐远
2、离圆心的运动.(2)本质：做圆周运动的物体，由于本身的_，总有沿着圆周 _飞出去的倾向.【答案】圆周运动 向心力惯性 切线方向(3)受力特点.当 F=，物体做_运动；当 F=0 时，物体沿_方向飞出 ;当 物体将逐渐_ 圆心，做近心运动.【答案】靠近【热点难点全析】考点一 抓住不等量和相等量的关系，表现为：(1)同一转轴的各点角速度 相同，而线速度 vR 与半径 R 成正比，向心加速度大小a 半径 r 成正比(2)当皮带不打滑时，用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等，由 可知， ，由 a 可知，a 与 R 成反比)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
3、受力分析中要避免再另外添加一个向心力. (2)向心力的确定.确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置.分析物体的受力情况，找出所有的力,沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.(3)解决圆周运动问题的主要步骤.审清题意，确定研究对象；分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；根据牛顿运动定律及向心力公式列方程；求解、锥摆、火车转弯、1)运动轨迹是圆且在水平面内； (2)向心力的方向水平，1)对研究对象受力分析，确定向心力的来源；(2)确定圆周运动的圆心和半径；(3)应用相关力学规律列方程求解.【例 1】铁路转
4、弯处的弯道半径 r 是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差 h 的设计不仅与 r 有关还与火车在弯道上的行驶速度 v 有关下列说法正确的是 ()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【答案】详解】火车转弯时，圆周平面在水平面内，火车以设计速率行驶时，向心力刚好由重力G 与轨道支持力 合力来提供，如图所示，则有 ，且 ，其中 L 为轨间距，是定值，有 ，通过分hL hL 、D 正确考点二 竖直面内圆周运动问题分析物体在竖直面内做的圆周运动是
5、一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并有“最大” 、 “最小” 、 “刚好”等词语，常有两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：轻绳模型 轻杆模型常见类型过最高点的临界条件 由 mgv 临 v 临0讨论分析(1)过最高点时，v ，FNmgm ，绳、轨道对球N(2)不能过最高点 v ，在到达最高)当 v0 时，支持力，沿半径背离圆心(2)当 0v 时，N mgm ，向圆心，随 )当 v 时，)当 v 时，mgm ，向圆心并随 v ）定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点的临界条件不同，其原因主要是：“绳”不能支持物体，而“杆”既能支持物体，也能拉物体.（2 ）确定临
6、界点：v 临= ，对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点，而对轻杆模型来说是 现为支持力还是拉力的临界点.（3 ）研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况.（4 ）受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，F 合=F 向.（5 ）过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程.【例 2】 如图所示，质量为 60 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，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (忽略空气阻力，g10 m/ ( )
7、B2 400 N C 3 000 N D3 600 N 【答案】C【详解】解析运动员在最低点受的拉力至少为 时运动员的重心的速度为 v，设运动员的重心到手的距离为 R，由牛顿第二定律得： FNmgR N 500 N 所以 000 N，应选. C【高考零距离】【2012 年】20 4 2012福建卷 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径 R0.5 m，离水平地面的高度 H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小 s0.4 m设物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g10 m/1)物块做平抛运动的初速度
8、大小 2)物块与转台间的动摩擦因数 解析 (1)物块做平抛运动，在竖直方向上有H 2在水平方向上有s式解得光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 s 1 m/s)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有fmm N 式解得 011 年】1.（般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的 A 点的曲率圆定义为：通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做 A 点的曲率圆，其半径 叫做 A 点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成 角的方向已速度 0 抛出，如图（ b）所示。则在其轨
9、迹最高点 p 0案】选 C.【详解】物体做斜上抛运动，最高点速度即为斜上抛的水平速度 最高点重力提供向心力 由两式得.（2011 海南物理如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆。 沿水平方向的直径。若在 a 点以初速度 0v沿 向抛出一小球， 小球会击中坑壁上的 c 点。已知 c 点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径。【答案】 47(20【详解】如图所示， 2则世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 根据1047(23. （2010上海理综）8 如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为 108m，直径是 98m。一质量为 50游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25果以地面为零势能面，
10、则他到达最高处时的（取 g=10m/（ ） 。A重力势能为 04J，角速度为 力势能为 04J，角速度为 力势能为 04J，角速度为 0力势能为 04J，角速度为 04.（2010 江苏卷）14. (16 分 )在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量 m=60指点， 选手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角 = 30，绳的悬挂点 O 距水面的高度为 H=台露出水面的高度不计，水足够深。取中立加速度210/ ， 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 F；若绳长 l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选
11、手的平均浮力1均阻力 27选手落入水中的深度 d；若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。【解析】 （1）机械能守恒 21(圆周运动 Fmg（ 32F 则 F 1080N（2 ）动能定理 d）（f1f2）d0光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (解得(3)选手从最低点开始做平抛运动 x=1解得 ()当 2l时，x 有最大值，解得 l=人的看法均不正确。当绳长钺接近 ，落点距岸边越远。本题考查机械能守恒，圆周运动向心力，动能定理，平抛运动规律及求极值问题。难度：较难。5. （2010重庆卷）24.（18 分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为 m 的小
