高考物理总复习 专题4 圆周运动应用实例课件.ppt

专题4圆周运动应用实例 导学目标 1 学会分析火车转弯 汽车过桥等生活中圆周运动问题实例 2 掌握杆 绳约束的物体在竖直平面内做圆周运动的特点 考点解读 1 生活中的圆周运动实例 考点一生活中的圆周运动 2 实例分析程序 1 明确研究对象 确定所做圆周运动的轨道平面 找出圆心和半径 2 根据已知物理量选择合适公式表示出向心加速度 用牛顿第二定律求出所需向心力 3 对物体进行受力分析 判断哪些力提供向心力 并求出能够提供的向心力 4 根据牛顿第二定律列方程求解 典例剖析 例1如图1所示 在自行车后轮轮胎上黏附着一块泥巴 现将自行车后轮撑起 使后轮离开地面而悬空 然后用手匀速摇脚踏板 使后轮飞速转动 泥巴被甩下来 图中四个位置泥巴最容易被甩下来的是 a a点b b点c c点d d点 解析黏附力相同的情况下 在c点提供泥巴向心力的是黏附力减去重力 提供的向心力最小 泥巴最容易被甩下来 c正确 答案c 例2铁路弯道的转弯半径为r 内 外轨的高度差为h 两轨的宽度为l 若要使质量为m的火车安全通过此弯道 火车的限制速度v0为多大 例3假设一辆质量m 2 0t的小轿车 驶过半径r 90m的一段圆弧形桥面 重力加速度g 10m s2 求 1 若桥面为凹形 汽车以20m s的速度通过桥面最低点时 对桥面压力是多大 2 若桥面为凸形 汽车以10m s的速度通过桥面最高点时 对桥面压力是多大 3 汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时 对桥面刚好没有压力 答案 1 2 89 104n 2 1 78 104n 3 30m s 跟踪训练1 2012 广东 图2是滑道压力测试的示意图 光滑圆弧轨道与光滑斜面相切 滑道底部b处安装一个压力传感器 其示数n表示该处所受压力的大小 某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑 通过b时 下列表述正确的有 a n小于滑块重力b n大于滑块重力c n越大表明h越大d n越大表明h越小 答案 bc 跟踪训练2火车轨道在转弯处外轨高于内轨 其高度差由转弯半径与火车速度确定 若在某转弯处规定行驶的速度为v 则下列说法中正确的是 a 当火车以v的速度通过此弯路时 火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力b 当火车以v的速度通过此弯路时 火车所受重力 轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力c 当火车速度大于v时 轮缘挤压外轨d 当火车速度小于v时 轮缘挤压外轨 答案 ac 解析 当火车以设计速度行驶时 火车所受重力与轨道面支持力的合力刚好提供了向心力 a正确 b错误 当火车速度大于v时 轨道提供的向心力小于所需要的向心力 则多余的力由外轨向内挤压来提供 c正确 当火车速度小于v时 轨道提供的向心力大于所需要的向心力 则多余的力由内轨向外挤压来提供 d错误 答案 b 考点解读 对于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 考点二竖直面内圆周运动的临界问题分析 答案d 例5如图4所示 轻杆的一端有一个小球 另一端有光滑的固定轴o 现给球一初速度 使球和杆一起绕o轴在竖直平面内转动 不计空气阻力 用f表示球到达最高点时杆对小球的作用力 则f a 一定是拉力b 一定是推力c 一定等于零d 可能是拉力 可能是推力 也可能等于零 答案d 跟踪训练4 2015 潮州模拟 城市中为了解决交通问题 修建了许多立交桥 如图5 桥面是半径为r的圆弧形的立交桥ab横跨在水平路面上 跨度为l 桥高为h 一辆质量为m的小汽车 在a端以速度v0冲上该立交桥 小汽车到达桥顶时的速度大小为v1 若小汽车在上桥过程中 克服桥面摩擦力做的功忽略不计 则 答案 ad 12 用极限思维法分析平面内的圆周运动临界问题 答案2 9rad s 6 5rad s 方法提炼处理临界问题的思维模式临界问题广泛地存在于中学物理中 解答临界问题的关键是准确判断临界状态 再选择相应的规律灵活求解 其解题步骤为 1 判断临界状态 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 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 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 2 确定临界条件 判断题述的过程存在临界状态之后 要通过分析弄清临界状态出现的条件 并以数学形式表达出来 3 选择物理规律 当确定了物体运动的临界状态和临界条件后 要分别对于不同的运动过程或现象 选择相对应的物理规律 然后再