高考物理第一轮复习指导课件28曲线运动万有引力定律.ppt

第四章 曲线运动万有引力定律 第三讲 圆周运动的基本规律及应用 考纲展示 1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 () 2.匀速圆周运动的向心力() 3.离心现象() 复习目标 1.知道描述圆周运动的物理量掌握各物理量之间 的关系Zxx k 2.理解物体做匀速圆周运动的条件，明确向心力是 效果力会分析和解决圆周运动问题 3.知道离心运动以及产生离心运动的条件会根据 离心运动产生条件分析解决生产生活中的离心运动 问题. 知识点一 描述匀速圆周运动的物理量 快慢 转动快慢 一周 圈数 r2 方向 大小 圆心 mr2 r r2 2涉及圆周运动的传动方式图解 传动类 型图示结论 共轴传动 运动特点：转动方向相同； 定量关系：A点和B点转动的周期 相同，角速度相同，A点和B点的线 速度与其半径成正比 皮带 (链条) 传动 运动特点：两轮的转动方向与皮 带的绕行方式有关，可同向转动， 也可反向转动； 定量关系：由于A、B两点相当于 皮带上的不同位置的点，所以它们 的线速度必然相同，二者角速度与其 半径成反比，周期与其半径成正比 3.圆周运动的周期性 由于圆具有中心对称的特点，故物体每转 一周，该物体又回到原处，所以物体在某 处出现所需的时间应为周期的整数倍，解 题时，应注意圆周运动的多解问题 1如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺 表面上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线 以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是( ) Aa、b和c三点的线速度大小相等 Bb、c两点的线速度始终相同 Cb、c两点的角速度比a的大 Db、c两点的加速度比a点的大 解析：当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，a半 径小，线速度要比b、c的小，A、C错；b、c 两点的线速度大小始终相同，但方向不相同， B错；由a2r可得b、c两点的加速度比a点的 大，D对Zx x k 答案：D 知识点二 匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1匀速圆周运动 (1)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且指 向圆心 大小不变 不变指向圆心 大小垂直 2非匀速圆周运动 (1)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F产生切向加速度， Fma，它只改变速度的 合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度， Fnman，它只改变速度的 发生变化 大小 方向 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： 答案：B 知识点三 离心运动和近心运动 1离心运动 (1)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 圆周运动 向心力 惯性 切线方向 (3)受力特点 当Fm2r时，物体做 运动； 当F0时，物体沿 方向飞出； 当Fm2r时，物体逐渐 圆心，做离 心运动 2近心运动 当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向 心力时，即Fm2r，物体将逐渐 圆心，做 近心运动 匀速圆周 切线 远离 靠近 3下列关于离心现象的说法正确的是( ) A当物体所受的离心力大于向心力时产生离 心现象Zx x k B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切 力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切 力都突然消失时，它将沿切线方向飞出 D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切 力都突然消失时，它将做曲线运动 解析：物体做匀速圆周运动时，合外力必 须满足物体所需要的向心力Fm2r.若F 0，物体由于惯性而沿切线飞出，若F m2r，物体由于惯性而远离圆心，并不是 受到离心力作用所以A、B、D均错，C正 确 答案：C 如图所示，一种向自行车车灯供电的 小发电机的上端有一半径r01.0 cm的摩擦小 轮，小轮与自行车车轮的边沿接触当车轮转 动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机 提供动力自行车车轮的半径R135 cm，小 齿轮的半径R24.0 cm，大齿轮的半径R3 10.0 cm.求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2 之比(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相 对滑动) 圆周运动中的运动学问题 解答本题时应注意以下三点： (1)大齿轮与小齿轮是链条传动； (2)小齿轮与车轮之间是同轴传动； (3)车轮与摩擦小轮之间是摩擦传动 解析：大、小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和 皮带传动原理相同，两轮边沿各点的线速度大 小相等，由v2nr可知转速n和半径r成反比 ；小齿轮和车轮同轴转动，两轮上各点的转速 相同大齿轮与小齿轮转速之间的关系为： n1n小R2R3.车轮与小齿轮之间的转速关系 为：n车n小车轮与摩擦小轮之间的关系为： n车n2r0R1.由以上各式可解出大齿轮和摩 擦小轮之间的转速之比为：n1n22175. 答案：2175 【变式训练】1.如图所示，A、B是两个摩擦传 动轮，两轮半径大小关系为RA2RB，则两轮 边缘上的( ) A角速度之比AB21 B周期之比TATB12 C转速之比nAnB12 D向心加速度之比aAaB21 答案：C (2013长春模拟)“飞车走壁”杂技表 演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员 驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表演者 沿表演台的侧壁做匀速圆周运动若表演时杂 技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁 间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平 面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度不变， 则下列说法中正确的是 圆周运动的动力学问题 A摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大 B摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大 C摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功 越多 D摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小 解析：经分析可知向心力由重力及侧壁对摩托 车弹力的合力提供，因摩托车和演员整体做匀 速圆周运动，所受合外力等于向心力，重力及 侧壁对摩托车弹力的合力不变，向心力不变， 选项A错误；摩托车做圆周运动的H越高，轨 道半径越大，由向心力公式可知，线速度越大 ，选项B正确；由于向心力与速度方向垂直， 向心力不做动，选项C错误；摩托车对侧壁的 压力不随高度H变化，选项D错误 答案：B 【变式训练】2.(2013南昌一模)如图所示 是用以说明向心力和质量、半径之间关系 的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地 滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP2mQ ，当整个装置以匀速旋转时，两球离转轴 的距离保持不变，则此时( ) A两球受到的向心力大小相等 BP球受到的向心力大于Q球受到的向心力 C当增大时，P球将沿杆向外运动 D当增大时，Q球将沿杆向外运动Zx x k 解析：两球之间用一条轻绳连接，两球所受拉 力大小相等，两球受到的向心力大小相等，选 项A正确，B错误；由向心力公式Fmr2， 当增大时，P球和Q球都不动，选项C、D错 误 答案：A 如图所示，半径为R、内径很小的光 滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A 、B以不同的速度进入管内A通过最高点C时 ，对管壁上部压力为3 mg，B通过最高点C时 ，对管壁下部压力为0.75mg，求A、B两球落 地点间的距离 竖直面内的圆周运动 分别对两球受力分析，列出对 应的牛顿第二定律方程，求出速度，然后 由平抛运动的规律列式求解 答案：3R 【变式训练】3.如图所示，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 间没有相互作用力下列说法中正确的是( ) 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 答案：AD 平抛运动与圆周运动问题综合分 析 小物体与皮带的运动方向相同 物体离开传送带后做平抛运动传送带的 线速度大小为v11R1 m/s. 传送带的线速度大小为v22R7 m/s. 04 rad/s内平抛运动的位移不变，结合 可知小物体一直做匀减速运动 随的增大s增大，说明平抛的初速度增大， 即达共同速度后要一起运动一段时间 28 rad/s水平位移不变，说明小物体一直 加速运动 答案：(1)正确 匀加速运动 (2)5 m/s 0.2 (3)1.25 m 【变式训练】4.(2012福建高考)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