高考物理总复习 第1章 运动的描述 1 描述运动的几个物理量课件 (104)

1、课时11圆周运动的规律与应用考点1考点2考点3考点4考点5描述圆周运动的物理量 3.周期:是指完成一次(绕圆周一次)运动所用的时间。4.转速n:单位时间转过的圈数,当单位时间是秒时,转速与频率意义相同,单位为r/s或/s(转每秒或秒分之一)。考点1考点2考点3考点4考点51.匀速圆周运动中的“匀速”是指线速度的大小不变。匀速圆周运动实际上是一种变速曲线运动。2.常见传动及制约关系:(1)不打滑的皮带传动、齿轮传动、摩擦传动:两轮边缘上各点线速度大小相等。(2)同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同。考点1考点2考点3考点4考点5典例典例1如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,

2、A和B是前轮和后轮边缘上的点,若车行进时轮与路面没有滑动,则()A.A点和B点的线速度大小之比为12B.前轮和后轮的角速度之比为21C.两轮转动的周期相等D.A点和B点的向心加速度大小相等 答案解析解析关闭轮A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点,所以vA=vB,故选项A错误;根据v=r和vA=vB,可知A、B两点的角速度之比为21,故选项B正确;两轮的转动周期为12,故选项C错误;由于A点和B点的线速度大小相同,半径不同,故A点与B点的向心加速度大小不相等,故选项D错误。 答案解析关闭B考点1考点2考点3考点4考点5匀速圆周运动和向心力1.匀速圆周运动:(1)定义:线速度大小不变的圆

3、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:合力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。2.向心力:(1)定义:指向圆心的合外力。考点1考点2考点3考点4考点5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。常见实例中向心力来源分析:考点1考点2考点3考点4考点5考点1考点2考点3考点4考点5典例典例2(20172018浙江金华期末)如图所示,“伦敦眼”(The London Eye)是世界上最大的观景摩天轮。现假设摩天轮正绕中间的固定轴匀速转动,坐在吊椅中观光的游客做匀速圆周

4、运动。则对于游客,下列说法正确的是()A.因为摩天轮匀速转动,所以游客受力平衡B.因为摩天轮转得较慢,所以游客的线速度较小C.当游客运动到最高点时,游客所受竖直向上的支持力大于所受的重力D.当游客运动到最低点时,游客所受竖直向上的支持力大于所受的重力 答案解析解析关闭游客随摩天轮做匀速圆周运动,合力提供向心力,合力一定不为零,所以A错误;因为线速度v=R,虽然角速度较小,但线速度可能很大,B错误;在最高点,游客受的合力向下,游客所受竖直向上的支持力小于所受的重力,C错误;在最低点,游客受的合力向上,游客所受竖直向上的支持力大于所受的重力,D正确。 答案解析关闭D考点1考点2考点3考点4考点5圆

5、周运动的典型应用实例分析1.汽车过拱形桥问题:以速度v通过拱形桥的最高点时。(1)汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg,汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。(2)当速度不断增大时,压力会不断减小,当达到某一速度时,汽车对桥面会出现完全没有压力(汽车“飘离”桥面)现象。考点1考点2考点3考点4考点52.汽车通过凹形地段问题:以某一速度v通过凹形地段的最低点时。(1)汽车对凹形地面的压力大于汽车的重力mg,汽车行驶的速度越大,汽车对凹形地面的压力越大。(2)如果凹形面半径越小,汽车对凹形地面的压力也将越大,对道路路面的损害也会越大,车辆也越容易爆胎。考点1考点2考点3考点4考点53.水平路面转

6、弯问题由于重力与支持力都是竖直方向,向心力由侧向摩擦力或其他力提供。考点1考点2考点3考点4考点54.外侧轨道比内侧轨道高转弯问题当外侧轨道比内侧轨道高转弯,且车辆速度v恰好是某值时,车辆只受重力和支持力,向心力恰好由支持力和重力的合力提供,车辆不受侧向其他力的作用。考点1考点2考点3考点4考点5其中r是转弯处轨道的半径,v0是车辆不受侧向其他力作用的最佳速度。以火车转弯为例,实际存在以下三种情况:(1)当火车实际速度等于v0时,内外轨均不受侧向挤压的力;(2)当火车实际速度大于v0时,外轨受到侧向挤压的力(这时向心力较大,外轨提供一部分力)。(3)当火车实际速度小于v0时,内轨受到侧向挤压的

7、力(这时向心力较少,内轨提供一部分力)。考点1考点2考点3考点4考点5典例典例3冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,其安全速度为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5竖直面内圆周运动的临界问题绳、杆模型涉及的临界问题:考点1考点2考点3考点4考点5考点1考点2考点3考点4考点5典例典例4质量为m的小球在竖直平面内的圆管中运动,小球的直径略小于圆管的口径,如图所示。已知小球以速度v通过圆管的最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg,则小球以速度 通过圆管的最高点时()A.对圆管的内、外壁均无压力 答案解析解析关闭 答案

8、解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5离心运动1.离心运动的本质:物体惯性的表现:做匀速圆周运动的物体,由于本身有惯性,总有沿着切线方向飞出倾向,只是由于向心力作用,使它不能沿切线方向飞出,而被限制着沿圆周运动。如果提供向心力的合外力突然消失,物体由于本身的惯性,将沿着切线方向运动,这也是牛顿第一定律的必然结果。如果提供向心力的合外力减小,使它不足以将物体限制在圆周上,物体将做半径变大的圆周运动。此时,物体逐渐远离圆心,但“远离”不能理解为“背离”。做离心运动的物体并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大。物体做离心运动是一种运动现象,离心力实际并不存在。考点1考点2考点3考点4考点52.离心

9、运动的应用与防止:(1)应用:洗衣机的脱水筒;棉花糖的产生;用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内等。(2)防止:汽车拐弯时的限速;高速旋转的飞轮、砂轮的限速等。考点1考点2考点3考点4考点5典例典例5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 答案解析解析关闭当汽车行驶的速度为vc时,路面对汽车没有侧向摩擦力,路面对汽车的支持力与汽车重力的合力提供向心力,此时要求路面外侧高内侧低,