【三维设计】高三物理备考复习 第四章 第3单元 圆周运动课件 新人教版（广东专版） .ppt

理知识 第四章 提能力 第3单元 明考向 课堂考题领悟 课下综合提升 思维启动 如图4 3 1所示为两个摩擦传动轮 没有相对滑动 ra rb 则a b两点的线速度va vb 填 或 图4 3 1下同 角速度 a b 向心加速度aa ab 应用升级 1 如图4 3 2为质点p q做匀速圆周运动的加速度随半径变化的图线 表示质点p的图线是双曲线 表示质点q的图线是过原点的一条直线 由图线可知 图4 3 2a 质点p的线速度大小不变b 质点p的角速度大小不变c 质点q的角速度随半径变化d 质点q的线速度大小不变 答案 a 思维启动 在圆周运动中 向心力一定是合外力吗 提示 在匀速圆周运动中合外力一定是向心力 非匀速圆周运动中 沿半径方向的合外力提供向心力 应用升级 2 双选 如图4 3 3所示 一小球用细绳悬挂于o点 将其拉离竖直位置一个角度后释放 则小球以o点为圆心做圆周运动 运动中小球所需向心力是 a 绳的拉力图4 3 3b 重力和绳拉力的合力c 重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力d 绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 答案 cd 思维启动 如图4 3 4所示 光滑水平面上 小球m在拉力f作用下做匀速圆周运动 当小球运动到p点时拉力f突然消失 小球将沿 运动 若力f突然变小 小球将图4 3 4沿 运动 若力f突然增大 则小球将沿 运动 提示 若力f突然消失 则小球将沿切向运动 即沿pa方向运动 若力f突然变小 则小球沿pb方向做离心运动 若力f突然增大 则小球沿pc方向做近心运动 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f m 2r 若f 0 物体由于惯性而沿切线飞出 若f m 2r 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 典题例析 例1 如图4 3 5所示 一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0 1 0cm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r1 35cm 小齿轮的半径r2 4 0cm 大齿轮的半径r3 10 0cm 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 图4 3 5 审题指导 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v 2 nr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 n1 n小 r2 r3 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 n2 r0 r1 由以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间的转速之比为 n1 n2 2 175 答案 2 175 图4 3 6 答案 bc 知识检索 1 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 2 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 根据牛顿运动定律及向心力公式列方程 5 求解 讨论 典题例析 例2 在一次抗洪救灾工作中 一架直升机a用长h 50m的悬索 重力可忽略不计 系住一质量m 50kg的被困人员b 直升机a和被困人员b以v0 10m s的速度一起沿水平方向匀速运动 如图4 3 7甲所示 某时刻开始收悬索将人吊起 在5s时间内 a b之间的竖直距离以l 50 t2 单位 m 的规律变化 取g 10m s2 图4 3 7 1 求这段时间内悬索对被困人员b的拉力大小 2 求在5s末被困人员b的速度大小及位移大小 3 直升机在t 5s时停止收悬索 但发现仍然未脱离洪水围困区 为将被困人员b尽快运送到安全处 飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标 致使被困人员b在空中做圆周运动 如图乙所示 此时悬索与竖直方向成37 角 不计空气阻力 求被困人员b做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员b的拉力 sin37 0 6 cos37 0 8 审题指导 解答本题时应注意以下两点 1 根据a b间距l的表达式分析被困人员的运动规律 2 确定被困人员圆周运动的圆心 半径及向心力 解析 1 被困人员在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上被困人员的位移y h l 50 50 t2 t2 由此可知 被困人员在竖直方向上做初速度为零 加速度a 2m s2的匀加速直线运动由牛顿第二定律可得f mg ma解得悬索的拉力f m g a 600n 拓展训练 2 有一种杂技表演叫 飞车走壁 由杂技演员驾驶摩擦车沿圆台形表演台的侧壁 做匀速圆周运动 图4 3 8中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹 轨迹离地面的高度为h 下列说法中正确的是 图4 3 8 a h越高 摩托车对侧壁的压力将越大b h越高 摩托车做圆周运动的向心力将越大c h越高 摩托车做圆周运动的周期将越小d h越高 摩托车做圆周运动的线速度将越大 答案 d 知识检索 1 有些题目中有 刚好 恰好 正好 等字眼 明显表明题述的过程存在着临界点 2 若题目中有 取值范围 多长时间 多大距离 等词语 表明题述的过程存在着 起止点 而这些起止点往往就是临界状态 3 若题目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明题述的过程存在着极值 这个极值点也往往是临界状态 典题例析 例3 如图4 3 9所示 在光滑的圆锥体顶端用长为l的细线悬挂一质量为m的小球 圆锥体固定在水平面上不动 其轴线沿竖直方向 母线与轴线之间的图4 3 9夹角为30 小球以速率v绕圆锥体轴线在水平面内做匀速圆周运动 答案 1 1 03mg 2 2mg 答案 a 1 2011 安徽高考 一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4 3 10甲所示 曲线上a点的曲率圆定义为 通过a点和曲图4 3 10 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 角的方向以速度v0抛出 如图乙所示 则在其轨迹最高点p处的曲率半径是 答案 c 答案 b 答案 b 4 双选 2012 兰州检测 如图4 3 13所示 一根细线下端拴一个金属小球p 细线的上端固定在金属块q上 q放在带小孔的水平桌面上 小球