高考物理大一轮复习浙江专用人教课件第四章曲线运动万有引力与航天43

1、第三节圆周运动,-2-,-3-,知识点一,知识点二,知识点三,-4-,知识点一,知识点二,知识点三,-5-,知识点一,知识点二,知识点三,-6-,知识点一,知识点二,知识点三,自我诊断 1.如图所示,自行车传动装置的示意图,其中是半径为r1的大齿轮,是半径为r2的小齿轮,是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为( ),答案,解析,-7-,知识点一,知识点二,知识点三,2.如图所示,有一皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC,已知 ,若在传动过程中,皮带不打滑,则( ) A.A点与C点的角速度大小相等 B.B点与C点的线速度大小相等 C.B点与C

2、点的角速度大小之比为21 D.B点与C点的向心加速度大小之比为14,答案,解析,-8-,知识点一,知识点二,知识点三,追本溯源 1.常见传动主要有:(1)皮带传动;(2)同轴传动;(3)齿轮传动;(4)摩擦传动。 2.传动装置的特点:(1)同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同;(2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动:皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。,-9-,知识点一,知识点二,知识点三,1.匀速圆周运动 (1)定义:线速度大小不变的圆周运动。 (2)性质:向心加速度大小不变,方向总是指向圆心的变加速曲线运动。 (3)质点做匀速圆周运动的条件:合力大

3、小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。 (4)匀速圆周运动的条件:当物体所受的合外力(大小恒定)始终与速度方向垂直时,物体做匀速圆周运动,此时向心力由物体所受合外力提供。,-10-,知识点一,知识点二,知识点三,2.向心力 (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向心力。 (2)向心力的确定 确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置。 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。,-11-,知识点一,知识点二,知识点三,基础夯实 1.条件:设做圆

4、周运动的物体所需要的向心力 物体实际受到的沿半径方向的合力为F合。(1)当F合=F向时,物体将做圆周运动;(2)当F合F向时,物体将做近心运动;(3)当F合F向或F合=0时,物体将做离心运动,如图所示。 2.离心运动的本质:离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动,而是物体惯性的表现,是F合F向的结果;离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动。,-12-,知识点一,知识点二,知识点三,自我诊断 3.(20169宁波十校联考) 如图所示,在围绕地球运行的“天宫一号”实验舱中,宇航员王亚平将支架固定在桌面上,摆轴末端用细绳连接一个小球。拉直细绳并给小球一个垂直于细绳的初速度,使其做圆周运动。设

5、小球经过最低点a和最高点b时的速率分别为va、vb,阻力不计,则( ) A.细线在a点最容易断裂 B.细线在b点最容易断裂 C.vavb D.va=vb,答案,解析,-13-,知识点一,知识点二,知识点三,4.如图所示,半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO旋转,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒内壁间的动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,要使a不下落,则圆筒转动的角速度至少为( ),答案,解析,-14-,知识点一,知识点二,知识点三,5.在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江,若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型,铁索的两个固定点A、B在同一水平面内,A、B间的距离为L=80 m,铁索的

6、最低点离A、B连线的垂直距离为H=8 m,若把铁索看做是圆弧,已知一质量m=52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s,那么( ) A.人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动 B.可求得铁索的圆弧半径为100 m C.人在滑到最低点时,滑轮对铁索的压力为570 N D.人在滑到最低点时,滑轮对铁索的压力为50 N,答案,解析,-15-,知识点一,知识点二,知识点三,6.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处( ) A.路面外侧低内侧高 B.车速只要低于vc,车辆

7、便会向内侧滑动 C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一最高限度, 车辆便不会向外侧滑动 D.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小,答案,解析,-16-,知识点一,知识点二,知识点三,-17-,考点一,考点二,考点三,题组突破 1.如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RBRC=32,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的( ) A.线速度大小之比为322 B.角速度之比为332 C.转速之比为232 D

8、.向心加速度大小之比为964,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,2.如图所示,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( ) A.a、b和c三点的线速度大小相等 B.b、c两点的线速度始终相同 C.b、c两点的角速度比a点的大 D.b、c两点的加速度比a点的大,特别提醒 在讨论v、r之间的关系时,应运用控制变量法。,答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,题组突破 1.如图所示,洗衣机脱水筒在转动时,衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服( ) A.受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用 B.所

9、需的向心力由重力提供 C.所需的向心力由弹力提供 D.转速越快,弹力越大,摩擦力也越大,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,2.如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( ),答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,特别提醒 解决圆周运动问题的主要步骤 (1)审清题意,确定研究对象;明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环; (2)分析物体的运动情况,即物体的线速

10、度是否变化、轨道平面、圆心位置、半径大小等; (3)分析物体的受力情况,画出受力分析图,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。,-22-,考点一,考点二,考点三,例1如图所示,长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端固定在转轴O上,杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动。已知小球通过最低点Q时,速度大小为 ,则小球的运动情况为( ) A.小球不可能到达圆周轨道的最高点P B.小球能到达圆周轨道的最高点P,但在P点不 受轻杆对它的作用力 C.小球能到达圆周轨道的最高点P,且在P点受 到轻杆对它向上的弹力 D.小球能到达圆周轨道的最高点P,且在P点受 到轻杆对它向下的弹力,答

11、案,解析,-23-,考点一,考点二,考点三,例2如图所示,竖直环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一挡板固定在地上,B不能左右运动,在环的最低点静放有一小球C,A、B、C的质量均为m。现给小球一水平向右的瞬时速度v,小球会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力),则瞬时速度v必须满足( ),答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,特别提醒 在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等),称为“绳(环)约束模型”,二是有支撑

12、(如球与杆连接、在弯管内的运动等),称为“杆(管道)约束模型”。,-25-,考点一,考点二,考点三,规律总结 绳、杆模型涉及的临界问题,-26-,考点一,考点二,考点三,-27-,考点一,考点二,考点三,类题过关 1如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R,下列说法正确的是 ( ),-28-,考点一,考点二,考点三,A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力 B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带不一定要给人向上的力 C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力 D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为,答案,解析,-29-,考点一,考点二,考点三,类题过关 2 如图所示,长度为1 m的轻杆OA的A端有一质量为2 kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,小球通过最高点时的速度为3 m/s,g取10 m/s2,则此时小球将 ( ) A.受到18 N的拉力 B.受到38 N的支持力 C.