《【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习()4-3 圆周运动及其应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习()4-3 圆周运动及其应用课件（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲讲 圆圆周运动动及其应应用 01主干回顾固基础知识点1 匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 1.匀速圆周运动(1)定义义：线线速度大小的圆圆周运动动(2)性质质：加速度大小，方向总总是指向 的变变加速曲线线运动动(3)条件：合外力大小 ，方向始终终与速度方向且指向圆圆心不变变不变变圆圆心不变变垂直2描述圆周运动的物理量描述圆圆周运动动的物理量主要有线线速度、角速度、周期、频频率、转转速、向心加速度、向心力等，具体如下：快慢 相切 m/s 转动转动 快慢 rad/s 一周 圈数 r/s r/min 方向 快慢 指向圆圆心 r2 m/s2 方向 大小 圆圆心 m2r N 知识点2 匀速
2、圆周运动与非匀速圆周运动 匀速圆周运动非匀速圆周运动运动特点线速度的大小 ，角速度、周期和频率都 ，向心加速度的大小_线速度的大小、方向都_，角速度_，向心加速度的大小、方向都变，周期可能变也_不变变不变变不变变变变变变可能不变变匀速圆周运动非匀速圆周运动 受力 特 点所受到的 为 向心力，大小不变 ，方向变，其方向 时刻 _所受到的合力 ，合 力产生两个效果： 沿半径方向的分力 ，即向 心力，它改变速度的 ； 沿切线方向的分力 ，它 改变速度的_运动 性 质变加速曲线运动(加速 度大小不变，方向 变化)变加速曲线运动(加速度大小、 方向都变化)合力指向圆圆心不指向圆圆心Fn 方向 FT 大小
3、知识点3 离心现象 1.离心运动(1)定义义：做的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆圆周运动动所需的情况下，所做的逐渐远渐远 离圆圆心的运动动(2)本质质：做圆圆周运动动的物体，由于本身的，总总有沿着圆圆周飞飞出去的倾倾向圆圆周运动动向心力惯惯性切线线方向(3)受力特点当Fnm2r时时，物体做运动动；当Fn0时时，物体沿方向飞飞出；当Fnm2r，物体将逐渐渐圆圆心，做近心运动动靠近一、基础知识题组1. 圆周运动性质的理解关于匀速圆圆周运动动，下列说说法中正确的是( )A匀速圆圆周运动动是匀加速曲线线运动动B做匀速圆圆周运动动的物体向心加速度与半径成反比C随圆盘圆盘 一起匀速转动转动 的物
4、块块受重力、支持力和向心力的作用D做圆圆周运动动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆圆周切线线方向做匀速直线线运动动答案：D 2. 圆周运动与物理量间的关系(多选选)有一皮带传动带传动 装置，A、B、C三点到各自转轴转轴 的距离分别为别为 RA、RB、RC，已知RBRCRA/2，若在传动过传动过 程中，皮带带不打滑则则( )AA点与C点的角速度大小相等BA点与C点的线线速度大小相等CB点与C点的角速度大小之比为为21DB点与C点的向心加速度大小之比为为14解析：处处理传动传动 装置类问题时类问题时 ，对对于同一根皮带连带连 接的传动传动轮边缘轮边缘 的点，线线速度相等；同轴转动轴转动 的点，角
5、速度相等对对于本题题，显显然vAvC，AB，选项选项 B正确；根据vAvC及关系式vR，可得ARACRC，又RCRA/2，所以AC/2，选项选项 A错误错误 ；根据AB，AC/2，可得BC/2，即B点与C点的角速度大小之比为为12，选项选项 C错误错误 ；根据BC/2及关系式a2R，可得aBaC/4，即B点与C点的向心加速度大小之比为为14，选项选项 D正确答案：BD3. 对离心现象的理解下列关于离心现现象的说说法正确的是( )A当物体所受的离心力大于向心力时产时产 生离心现现象B做匀速圆圆周运动动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆圆心的圆圆周运动动C做匀速圆圆周运动动的物体
6、，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线线做直线线运动动D做匀速圆圆周运动动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线线运动动解析：物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动动，故A选项错选项错 ；做匀速圆圆周运动动的物体，当所受的一切力突然消失后，物体做匀速直线线运动动，故B、D选项错选项错，C选项选项 正确答案：C4. 向心力的来源问题如图图所示，在固定的圆锥圆锥 形漏斗的光滑内壁上有两个质质量相等的小球A和B，它们们分别紧贴别紧贴 漏斗的内壁，在不同的水平面上做匀速圆圆周运动动以下叙述正确的是( )
7、A漏斗内壁对对小球A的支持力大于对对小球B的支持力B小球A的合力大于小球B的合力C小球A的线线速度大于小球B的线线速度D小球A的角速度大于小球B的角速度答案：C 二、规律方法题组5. 轻绳模型问题2014北京西城一模(多选选)如图图所示，半径为为R的光滑圆圆形轨轨道竖竖直固定放置，小球m在圆圆形轨轨道内侧侧做圆圆周运动动，对对于半径R不同的圆圆形轨轨道，小球m通过轨过轨 道最高点时时都恰好与轨轨道间间没有相互作用力下列说说法中正确的是( )A半径R越大，小球通过轨过轨 道最高点时时的速度越大B半径R越大，小球通过轨过轨 道最高点时时的速度越小C半径R越大，小球通过轨过轨 道最低点时时的角速度越
8、大D半径R越大，小球通过轨过轨 道最低点时时的角速度越小答案：AD 答案：B 解竖竖直平面内圆圆周运动临动临 界问题问题 的关键键是分清模型及对对应应的最高点的临临界速度：02典例突破知规律考点1 水平面内的匀速圆周运动考点解读：1匀速圆周运动的受力特点物体所受合外力大小不变变，方向总总是指向圆圆心典例透析2013上海三模如图图所示，轻绳轻绳 一端系一质质量为为m的小球，另一端做成一个绳绳圈套在图钉图钉 A和B上，此时时小球在光滑的水平平台上做半径为为a、角速度为为的匀速圆圆周运动动现现拔掉图钉图钉 A让让小球飞飞出，此后绳绳圈又被A正上方距A高为为h的图钉图钉 B套住，达稳稳定后，小球又在平
9、台上做匀速圆圆周运动动求：(1)图钉图钉 A拔掉前，轻绳对轻绳对 小球的拉力大小；(2)从拔掉图钉图钉 A到绳绳圈被图钉图钉 B套住前小球做什么运动动？所用的时间为时间为 多少？(3)小球最后做匀速圆圆周运动动的角速度解题题探究 (1)请请画出小球在匀速转动时转动时 的受力分析图图提示：(2)谁谁提供向心力呢？提示：拉力T(3)拔掉图钉图钉 A后绳绳子是否还还存在张张力？提示：拔掉图钉图钉 A后，绳绳子无张张力，球沿切线飞线飞 出水平面内的匀速圆周运动的分析方法 (1)运动实动实 例：圆锥摆圆锥摆 、火车转车转 弯、飞飞机在水平面内做匀 速圆圆周飞飞行等 (2)问题问题 特点： 运动轨动轨 迹
10、是圆圆且在水平面内； 向心力的方向水平，竖竖直方向的合力为为零 (3)解题题方法： 首先确定圆圆周运动动的轨轨道所在的平面 其次找出轨轨道圆圆心的位置 最后分析做圆圆周运动动的物体所受的力，作出受力分析图图 ，找出这这些力指向圆圆心方向的合外力就是向心力变变式训练训练 铁铁路转转弯处处的弯道半径r是根据地形设计设计 的，弯道处处要求外轨轨比内轨轨高，其内、外轨轨道高度差h的设计设计 不仅仅与r有关，还还取决于火车车在弯道上的行驶驶速率，下表中是铁铁路设计设计 人员员技术术手册中弯道半径r及与之对应对应 的轨轨道的高度差h. 弯道半径r/m660330220165132110 内外轨道高度差 h
11、/mm50100150200250300(1)根据表中数据，导导出h和r关系的表达式，并求出r440 m时时h的值值；(2)铁铁路建成后，火车车通过过弯道时时，为为保证绝对证绝对 安全，要求内、外轨轨道均不向车轮车轮 施加侧侧向压压力又已知我国铁铁路内外轨轨的间间距设计值设计值 L1435 mm，结结合表中的数据，算出我国火车车的转转弯速度v；(3)近几年，人们对们对 交通运输输的快捷性提出了更高的要求，为为了提高运输输能力，国家对铁对铁 路不断地进进行提速，这这就要求铁铁路转转弯速率也需要提高请请根据上述计计算原理和上述表格分析，提速时应时应 采取怎样样的有效措施？(g取10 N/kg)解析
12、：(1)由表中数据可知，每组组的h与r之积为积为 常数，hr66050103m233 m2.当r440 m时时，代入求得：h75 mm.(3)由上述表达式可知，提高速度可采用适当增加内、外轨轨的高度差，或适当增加弯道半径等措施答案：(1)hr33 m2 75 mm (2)54 km/h (3)见见解析考点2 竖直面内的圆周运动考点解读：1竖竖直面内的圆圆周运动动一般是变变速圆圆周运动动2只有重力做功的竖竖直面内的变变速圆圆周运动动机械能守恒3竖竖直面内的圆圆周运动问题动问题 ，涉及知识识面比较较广，既有临临界问题问题 ，又有能量守恒的问题问题 ，要注意物体运动动到圆圆周的最高点速度不一定为为零
13、4一般情况下，竖竖直面内的圆圆周运动问题动问题 只涉及最高点和最低点的两种情形A小球不可能到达圆圆周轨轨道的最高点PB小球能到达圆圆周轨轨道的最高点P，但在P点不受轻轻杆对对它的作用力C小球能到达圆圆周轨轨道的最高点P，且在P点受到轻轻杆对对它向上的弹弹力D小球能到达圆圆周轨轨道的最高点P，且在P点受到轻轻杆对对它向下的弹弹力解题题探究 (1)轻轻杆能提供的力的特点及在P点受力情况？提示：杆既可以提供支持力，也可以提供拉力，在P点球受重力和杆的弹弹力(2)刚刚好通过过P点的临临界条件是_提示：到达P时时，vP0解决圆周运动的一般步骤(1)审审清题题意，确定研究对对象；(2)分析物体的运动动情况
14、，即物体的线线速度、角速度、周期、轨轨道平面、圆圆心、半径等；(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图图，确定向心力的来源；(4)根据牛顿顿运动动定律及向心力公式列方程；(5)求解、讨论讨论 变变式训练训练 2014江西省重点中学协作体高三联考(多选选)如图图所示，一根不可伸长长的轻绳轻绳 两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细细杆C和D上，质质量为为ma的a球置于地面上，质质量为为mb的b球从水平位置静止释释放当b球摆过摆过 的角度为为90时时，a球对对地面压压力刚刚好为为零，下列结论结论 正确的是( )Amamb31Bmamb21C若只将细细杆D水平向左移动动少许许，则
15、则当b球摆过摆过 的角度为为小于90的某值时值时 ，a球对对地面的压压力刚刚好为为零D若只将细细杆D水平向左移动动少许许，则则当b球摆过摆过 的角度仍为为90时时，a球对对地面的压压力刚刚好为为零答案：AD 考点3 圆周运动的综合问题考点解读：圆圆周运动动的综综合题题往往涉及圆圆周运动动、平抛运动动(或类类平抛运动动)、匀变变速直线线运动动等多个运动过动过 程，常结结合功能关系进进行求解，解答时时可从以下两点进进行突破：1分析临界点对对于物体在临临界点相关多个物理量，需要区分哪些物理量能够够突变变，哪些物理量不能突变变，而不能突变变的物理量(一般指线线速度)往往是解决问题问题 的突破口2分析每个运动过程的运动性质对对于物体参与的多个运动过动过 程，要仔细细分析每个运动过动过 程为为何种运动动：(1)若为圆为圆 周运动动，应应明确是水平面内的匀速圆圆周运动动，还还是竖竖直平面内的变变速圆圆周运动动，机械能是否守恒(2)若为为抛体运动动，应应明确是平抛运动动，还还是类类平抛运动动，垂直于初速度方向的力是哪个力现让现让 一质质量m0.1 kg的小
