《课标高三物理一轮复习课件：4.3圆周运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课标高三物理一轮复习课件：4.3圆周运动（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节 圆周运动,一、描述圆周运动的物理量 1线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量,2角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量 3周期和频率：描述物体绕圆心 _的物理量,转动快慢,4向心加速度：描述_变化快慢的物理量 5向心力：作用效果产生_ _，Fnman.,线速度方向,向心,加速度,思考感悟 1由anv2/r和an2r得出an与r既成正比，又成反比的结论是否正确？,二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较,特别提示：匀速圆周运动既不是速度不变，也不是匀变速曲线运动，而是变加速曲线运动,三、离心运动 1定义：做_运动的物体，在合力_或者_提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐_圆心的运动,圆
2、周,突然消失,不足以,远离,2原因：做圆周运动的物体，由于本身的_，总有沿着圆周_方向飞出去的倾向 3供需关系与运动 如图431所示，F为实际提供的向心力，则,惯性,切线,图431,(1)当_时，物体做匀速圆周运动； (2)当_时，物体沿切线方向飞出； (3)当_时，物体逐渐远离圆心； (4)当_时，物体逐渐靠近圆心,Fm2r,F0,Fm2r,Fm2r,思考感悟 2物体做离心运动是受到了离心力的作用吗？ 提示：不是，而是物体受到的力小于所需向心力的缘故,特别提醒：(1)在讨论v、r三者关系时，应采用控制变量法，即保持其中一个量不变来讨论另外两个量的关系.(2)在处理传动装置中各量间的关系时，应
3、首先明确传动的方式及传动的特点.,即时应用 1(2012山东泰安模拟)如图432所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm，大齿轮半径为20 cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，则 A、B、C三点的( ),图432,A线速度之比为111 B角速度之比为111 C向心加速度之比为421 D转动周期之比为211 解析：选C.由题意知RB2RA2RC，而vAvB，ARABRB，,二、圆周运动中的动力学分析 1向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的，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
4、向心力,2向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置 (2)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 (1)审清题意，确定研究对象； (2)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； (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；,(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程； (5)求解、讨论,特别提醒：(1)无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心的合力均为向心力.(2)当采用正交分解法分析向心力的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径指向圆心
5、.,即时应用 2在观看双人花样滑冰表演时，观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运 动如图433所示，已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45，,重力加速度为g10 m/s2，若已知女运动员的体重为35 kg，据此可估算该女运动员( ),图433,三、竖直面内圆周运动的临界问题分析 物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语，常分析两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：,特别提醒：(1)绳模型和杆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，
6、而“杆”既能支持物 体，也能拉物体.(2)v临 对绳模型来说是能否通过最高点的临界点，而对杆模型来说是FN表现为支持力还是拉力的临界点.,即时应用 3(2012徐州模拟)有一长度为L0.50 m的轻质细杆OA，A端有一质量为m3.0 kg的小球，如图434所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA受到( ),A6.0 N的拉力 B6.0 N的压力 C24 N的拉力 D24 N的压力,图434,解析：选B.(假设法)设杆对小球的作用力为FN(由于方向未知，可以设为竖直向下) 如图所示，由向心力公式得,如图435所示，一
7、个竖直放置的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点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块.,求：,图435,(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A点随筒匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度,【思路点拨】对物块进行受力分析，分别根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 【解析】 (1)物块静 止时，对物块进行受 力分析如图436所示， 设筒壁与水平面的夹角为.,图436,由平衡条件有Ffmgsin FNmgcos 由图中几何关系有,图437,【答案】 见解析,【名师归纳】
8、解答有关圆周运动问题时，首先必须做好关键的几步：(1)对研究对象受力分析，确定好向心力的来源(2)确定圆周运动的轨迹和半径(3)应用相关的力学规律列方程求解,变式训练1 如图438所示，一个内 壁光滑的圆锥的轴线垂直于 水平面，圆锥固定不动，两 个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( ),图438,A球A的线速度必大于球B的线速度 B球A的角速度必小于球B的角速度 C球A的运动周期必小于球B的运动周期 D球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力,(2012江苏扬州中学月考)如图439所示，LMPQ是光滑轨道，LM水平，长为5.0 m，MPQ是一半径为R1.6
9、m的半圆，QOM在同一竖直线上，在恒力F作用下，质量m1 kg的物体A由静止开始运动，,当达到M时立即停止用力欲使A刚好能通过Q点，则力F大小为多少？(g取10 m/s2),图439,【解析】 物体A经过Q点时，其受力情况如图4310所示,图4310,【答案】 8 N,【名师点评】 正确理解A物体“刚好能通过Q点”含义是解决本题的关键常用来表达临界状态的词语还有“恰好”“恰能”“至少”“至多”等，同学们在审题时必须高度注意,变式训练2 如图4311所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力
10、下列说法中正确的是( ),图4311,A半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大 B半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小 C半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大 D半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小,解析：选AD.小球恰好过最高点，小球与圆轨道间没有压力，由小球的重力充当向心力，由牛顿第二定律可得：,(满分样板 14分)如图4312所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点衔接，A、B之间间距为L.半圆形导轨半径为R，一个质量为m的静止的小球在A处与一压缩弹簧靠在一起,释放小球后，小球开始向右运动， 与弹簧分离后，经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍，之后沿导轨运动到最高点C.已知小球与水平面AB间的动摩擦因数为，重力加速度为g.求：,图4312,(1)释放小球前弹簧的弹性势能 (2)小球运动到最高点C时对导轨的压力 (3)小球离开最高点C后落回水平面时离B点的距离,解题样板,【名师归纳】 用能量观点解决圆周运动的题目，往往涉及多个过程，常用程序法列方程组求解分析时主要从两个方面把握：一是抓住关键状态用牛顿定律列方程；二是分清每个子过程，用能量守恒定律或动能定理列方程,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
