高考總復(fù)習(xí)：4-3《圓周運(yùn)動(dòng)》課件

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第三單元圓周運(yùn)動(dòng),1．定義做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)．2．特點(diǎn)加速度大小，方向始終指向，是變加速運(yùn)動(dòng)．,,相等,不變,圓心,3．條件合外力大小、方向始終與方向垂直且指向圓心．,不變,速度,描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：,快慢,轉(zhuǎn)動(dòng),快慢,一周,圈數(shù),,,方向,快慢,方向,大小,圓心,rω2,1．離心運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)．2．近心運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)所受的合外力大于物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，逐漸靠近，做近心運(yùn)動(dòng)．,向心力,變小,圓心,1．向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力．,2．向心力的確定首先確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面；其次找出軌道圓心的位置，然后分析圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的力，并作出受力圖，最后找出這些力指向圓心方向的合力就是向心力．當(dāng)分析向心力的來源采用正交分解法時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在坐標(biāo)原點(diǎn)，一定有一個(gè)坐標(biāo)軸沿著半徑指向圓心．,,1．根據(jù)題意確定研究對(duì)象，并對(duì)其畫出受力圖．2．分析圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面和圓心位置．3．找出提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，并列出方程式：4．解方程、統(tǒng)一單位、代入數(shù)據(jù)、求出結(jié)果．5．對(duì)結(jié)果加以討論，看是否符合題意或?qū)嶋H情況．,【例1】勻速圓周運(yùn)動(dòng)屬于()A．勻速運(yùn)動(dòng)B．勻加速運(yùn)動(dòng)C．加速度不變的曲線運(yùn)動(dòng)D．加速度變化的曲線運(yùn)動(dòng),解析：此題關(guān)鍵是考查對(duì)基本概念和知識(shí)的理解，分析要從概念入手抓住概念的本質(zhì)．線速度是矢量，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度大小不變，但方向不斷變化，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變速曲線運(yùn)動(dòng)或者稱為速率一定的曲線運(yùn)動(dòng)，由于其加速度為向心加速度，其方向始終指向圓心，因此加速度方向也不斷發(fā)生變化，所以選項(xiàng)D正確．答案：D,高分通道由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和加速度的大小保持不變，因此若對(duì)線速度和加速度的矢量性理解不清，就會(huì)出現(xiàn)類似選項(xiàng)ABC的錯(cuò)誤，關(guān)鍵在于理解物理量的含義．,?變式1：質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如圖1所示，那么()A．因?yàn)樗俾什蛔?，所以石塊的加速度為零B．石塊下滑過程中受的合外力越來越大C．石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變D．石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心,圖1,解析：由于石塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只存在向心加速度，大小不變，方向始終指向球心，D對(duì)，A錯(cuò)．由F合＝F向＝ma向知合外力大小不變，B錯(cuò)，又因石塊在運(yùn)動(dòng)方向(切線方向)上合力為零，才能保證速率不變，在該方向重力的分力不斷減小，所以摩擦力不斷減小，C錯(cuò)．答案：D,【例2】如圖2所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，皮帶不打滑，則()A．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等D．a(chǎn)點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小相等,圖2,答案：CD,高分通道相關(guān)聯(lián)物體的圓周運(yùn)動(dòng)問題，抓住以下兩點(diǎn)：(1)固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度相等．(2)不打滑的摩擦傳動(dòng)、皮帶輪傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等．,答案：BC,【例3】在一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐桶內(nèi)，兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B緊貼著桶的內(nèi)壁分別在不同高度的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，則()A．兩球?qū)ν氨诘膲毫ο嗟菳．A球的線速度一定大于B球的線速度C．A球的角速度一定大于B球的角速度D．兩球的周期相等,答案：AB,高分通道解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵：①確定研究對(duì)象的軌道平面和圓心．②向心力的來源．,?變式3：一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是4rad/s.盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個(gè)質(zhì)量為0.10kg的小物體能夠隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)，如圖6所示．(1)求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力的大?。?2)關(guān)于物體的向心力，甲、乙兩人有不同意見：甲認(rèn)為該向心力等于圓盤對(duì)物體的靜摩擦力，指向圓心；乙認(rèn)為物體有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢，摩擦力方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反，即向后，而不是和運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此向心力不可能是靜摩擦力．你的意見是什么？說明理由．,解析：(1)根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得：F＝mω2r＝0.1420.1N＝0.16N.(2)甲的意見是正確的．靜摩擦力的方向與物體相對(duì)接觸面運(yùn)動(dòng)的趨勢方向相反．設(shè)想一下，如果在運(yùn)動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)盤突然變得光滑了，物體將沿軌跡切線方向滑動(dòng)，這就如同在光滑的水平面上，一根細(xì)繩一端固定在豎直立柱上，一端系一小球，讓小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，突然剪斷細(xì)繩一端，小球?qū)⒀剀壽E切線方向飛出．這說明物體在隨轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，相對(duì)轉(zhuǎn)盤有沿半徑向外的運(yùn)動(dòng)趨勢．,答案：(1)0.16N(2)同意甲的意見,1．下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A．當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng),解析：沒有離心力，是慣性使物體遠(yuǎn)離圓心，沿切線飛出，因此C正確．答案：C,答案：A,3．如圖8所示為甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線，甲圖線為雙曲線的一支，乙圖線為直線．由圖象可以知道()A．甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度的大小保持不變B．甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)，角速度的大小保持不變C．乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度的大小保持不變D．乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)，角速度的大小保持不變,答案：AD,4．汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲車在乙車的外側(cè)．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙，以下說法正確的是()A．Ff甲小于Ff乙B．Ff甲等于Ff乙C．Ff甲大于Ff乙D．Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān),答案：A,5．如圖9所示，將完全相同的兩小球A、B，用長L＝0.8m的細(xì)繩懸于以v＝4m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸．由于某種原因，小車突然停止，此時(shí)懸線中張力之比FA∶FB為(g＝10m/s2)()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4,答案：C,6．如圖10所示，直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直紙面的軸O勻速運(yùn)動(dòng)(圖示為截面)．從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒．若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)，在圓周上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知aO與bO夾角為θ，求子彈的速度．,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,