课标高三物理一轮复习：4.3圆周运动ppt课件

1、栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天第三节圆周运动第三节圆周运动栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天根底梳理自学导引根底梳理自学导引一、描画圆周运动的物理量一、描画圆周运动的物理量1线速度：描画物体圆周运动快慢线速度：描画物体圆周运动快慢的物理量的物理量栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天2角速度：描画物体绕圆心转动快角速度：描画物体绕圆心转动快慢的物理量慢的物理量3周期和频率：描画物体绕圆心周期和频率：描画物体绕圆心_的物理量的物理量转动快慢转动快慢栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引

2、力与航天第四章曲线运动万有引力与航天4向心加速度：描画向心加速度：描画_变化快慢的物理量变化快慢的物理量5向心力：作用效果产生向心力：作用效果产生_，Fnman.线速度方向线速度方向向心向心加速度加速度栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天思索感悟思索感悟1由由anv2/r和和an2r得出得出an与与r既成正比，又成反比的结论能否正确既成正比，又成反比的结论能否正确？栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较的比较项目项目匀速圆周运动匀速圆周运动非匀速圆周运动非

3、匀速圆周运动定义定义线速度大小不变的线速度大小不变的圆周运动圆周运动线速度大小变化的线速度大小变化的圆周运动圆周运动运动运动特点特点F向向、a向向、v均大小均大小不变，方向变化，不变，方向变化，不变不变F向向、a向向、v大小、大小、方向均发生变化，方向均发生变化，发生变化发生变化向心向心力力F向向F合合由由F合合沿半径方向沿半径方向的分力提供的分力提供栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天特别提示：匀速圆周运动既不是速度特别提示：匀速圆周运动既不是速度不变，也不是匀变速曲线运动，而是不变，也不是匀变速曲线运动，而是变加速曲线运动变加速曲线运动栏目栏目导引导引第

4、四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天三、离心运动三、离心运动1定义：做定义：做_运动的物体，在运动的物体，在合力合力_或者或者_提提供圆周运动所需的向心力的情况下，供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐就做逐渐_圆心的运动圆心的运动圆周圆周忽然消逝忽然消逝缺乏以缺乏以远离远离栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天2缘由：做圆周运动的物体，由于缘由：做圆周运动的物体，由于本身的本身的_，总有沿着圆周，总有沿着圆周_方向飞出去的倾向方向飞出去的倾向3供需关系与运动供需关系与运动如图如图431所示，所示，F为实践提供的向为实践提供的向心力，那么心

5、力，那么惯性惯性切线切线栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天图图431栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天(1)当当_时，物体做匀速圆时，物体做匀速圆周运动；周运动；(2)当当_时，物体沿切线时，物体沿切线方向飞出；方向飞出；(3)当当_时，物体逐渐远离时，物体逐渐远离圆心；圆心；(4)当当_时，物体逐渐接时，物体逐渐接近圆心近圆心Fm2rF0Fm2r栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天思索感悟思索感悟2物体做离心运动是遭到了离心力物体做离心运动是遭到了离心力的作用吗？的作用吗？提示：不

6、是，而是物体遭到的力小于提示：不是，而是物体遭到的力小于所需向心力的缘故所需向心力的缘故栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天要点透析直击高考要点透析直击高考栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天特别提示：特别提示：(1)在讨论在讨论v、r三者关三者关系时，应采用控制变量法，即坚持其系时，应采用控制变量法，即坚持其中一个量不变来讨论另外两个量的关中一个量不变来讨论另外两个量的关系系.(2)在处置传动安装中各量间的关在处置传动安装中各量间的关系时，应首先明确

7、传动的方式及传动系时，应首先明确传动的方式及传动的特点的特点.栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天即时运用即时运用1(2021山东泰安模拟山东泰安模拟)如图如图432所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm，大齿轮半径为，大齿轮半径为20 cm，大齿轮，大齿轮中中C点离圆心点离圆心O2的间隔为的间隔为10 cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，那分别为两个齿轮边缘上的点，那么么A、B、C三点的三点的()栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天图图432栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航

8、天第四章曲线运动万有引力与航天A线速度之比为线速度之比为1 1 1B角速度之比为角速度之比为1 1 1C向心加速度之比为向心加速度之比为4 2 1D转动周期之比为转动周期之比为2 1 1解析：选解析：选C.由题意知由题意知RB2RA2RC，而，而vAvB，ARABRB，栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天二、圆周运动中的动力学分析二、圆周运动中的动力学分析1向心力的来源向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可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，以是重力、弹

9、力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分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防止再另外力，因此在受力分析中要防止再另外添加一个向心力添加一个向心力栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天2向心力确实定向心力确实定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置确定圆心的位置(2)分析物体的受力情况，找出一切的分析物体的受力情况，找出一切的力沿半径方向指向圆心的合力就是向力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力心力栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天3处理圆周运动问题的主

10、要步骤处理圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研讨对象；审清题意，确定研讨对象；(2)分析物体的运动情况，即物体的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、线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；圆心、半径等；(3)分析物体的受力情况，画出受力分析物体的受力情况，画出受力表示图，确定向心力的来源；表示图，确定向心力的来源；栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天(4)据牛顿运动定律及向心力公式列据牛顿运动定律及向心力公式列方程；方程；(5)求解、讨论求解、讨论栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天特

11、别提示：特别提示：(1)无论匀速圆周运动还无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心的合力均为向心力的合力均为向心力.(2)当采用正交分当采用正交分解法分析向心力的来源时，做圆周运解法分析向心力的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径指向圆心标轴沿半径指向圆心.栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天即时运用即时运用2在观看双人花样滑冰扮演时，观众在观看双人花样滑冰扮演时，观众有时会看到女运发动被男运发动拉着分有时会看到女运发动被男运发动拉着分开冰面在空中做程度方向的匀速

12、圆周运开冰面在空中做程度方向的匀速圆周运动如图动如图433所示，知经过目测估所示，知经过目测估计拉住女运发动的男运发动的手臂和程计拉住女运发动的男运发动的手臂和程度冰面的夹角约为度冰面的夹角约为45，栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天重力加速度为重力加速度为g10 m/s2，假设知女，假设知女运发动的体重为运发动的体重为35 kg，据此可估算，据此可估算该女运发动该女运发动()图图433栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运

13、动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天三、竖直面内圆周运动的临界问题分析三、竖直面内圆周运动的临界问题分析物体在竖直面内做的圆周运动是一种典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，该类运动常有临界型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有问题，并伴有“最大、最大、“最小、最小、“刚好等词语，常分析两种模型刚好等词语，常分析两种模型轻轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：绳模型和轻杆模型，分析比较如下：栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型常常见见类类型型均是没有支撑均是没有支撑的小球的小球均是有物体支均是有物体

14、支撑的小球撑的小球栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型过最过最高点高点的临的临界条界条件件小球能运动即小球能运动即可，可，v临临0栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型讨讨论论分分析析栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天特别提示：特别提示：(1)绳模型和杆模型过最高绳模型和杆模型过最高点的临界条件不同，其缘由主要是：点的临界条件不同，其缘由主要是：“绳不能支持物体，而绳不能支持物体，而“杆既能支杆既能支持物持物体，也能拉物体体

15、，也能拉物体.(2)v临临 对绳模对绳模型来说是能否经过最高点的临界点，而型来说是能否经过最高点的临界点，而对杆模型来说是对杆模型来说是FN表现为支持力还是表现为支持力还是拉力的临界点拉力的临界点.栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天即时运用即时运用3(2021徐州模拟徐州模拟)有一长度为有一长度为L0.50 m的轻质细杆的轻质细杆OA，A端有一质量端有一质量为为m3.0 kg的小球，如图的小球，如图434所所示，小球以示，小球以O点为圆心在竖直平面内点为圆心在竖直平面内做圆周运动，经过最高点时小球的速做圆周运动，经过最高点时小球的速度是度是2.0 m/s，

16、g取取10 m/s2，那么此时，那么此时细杆细杆OA遭到遭到()栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天A6.0 N的拉力的拉力B6.0 N的压力的压力C24 N的拉力的拉力 D24 N的压力的压力图图434栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天解析：选解析：选B.(假设法假设法)设杆对小球的作设杆对小球的作用力为用力为FN(由于方向未知，可以设为由于方向未知，可以设为竖直向下竖直向下)如下图，由向心力公式得如下图，由向心力公式得栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运

17、动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天题型探求讲练互动题型探求讲练互动程度面内的圆周运动程度面内的圆周运动 如图如图435所示，一个竖直放置所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴的圆锥筒可绕其中心轴OO转动，筒内转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和和H，筒内壁，筒内壁A点的高度为筒高的一半点的高度为筒高的一半.内内壁上有一质量为壁上有一质量为m的小物块的小物块.栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天求：求：图图435栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁

18、当筒不转动时，物块静止在筒壁A点遭到的摩擦力和支持力的大小；点遭到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在当物块在A点随筒匀速转动，且其点随筒匀速转动，且其遭到的摩擦力为零时，筒转动的角速遭到的摩擦力为零时，筒转动的角速度度栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天【思绪点拨】对物块进展受力分析，【思绪点拨】对物块进展受力分析，分别根据共点力平衡和圆周运动所需分别根据共点力平衡和圆周运动所需向心力利用正交分解列方程求解向心力利用正交分解列方程求解【解析】【解析】(1)物块静物块静止时，对物块进展受止时，对物块进展受力分析如图力分析如图436所示，所示，设筒壁与程度面

19、的夹角为设筒壁与程度面的夹角为.图图436栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天由平衡条件有由平衡条件有FfmgsinFNmgcos由图中几何关系有由图中几何关系有栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天图图437【答案】见解析【答案】见解析栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天【名师归纳】解答有关圆周运动问【名师归纳】解答有关圆周运动问题时，首先必需做好关键的几步：题时，首先必需做好关键的几步：(1)对研讨对象受力分析，确定好向对研讨对象受力分析，确定好向心力的来源心力的来源(2)确定圆周运动

20、的轨确定圆周运动的轨迹和半径迹和半径(3)运用相关的力学规律运用相关的力学规律列方程求解列方程求解栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天变式训练变式训练1如图如图438所示，一个内所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于壁光滑的圆锥的轴线垂直于程度面，圆锥固定不动，两程度面，圆锥固定不动，两个质量一样的球个质量一样的球A、B紧贴着内壁分紧贴着内壁分别在图中所示的程度面内做匀速圆周别在图中所示的程度面内做匀速圆周运动，那么运动，那么()图图438栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天A球球A的线速度必大于球的线速度必大于球B的线速度

21、的线速度B球球A的角速度必小于球的角速度必小于球B的角速度的角速度C球球A的运动周期必小于球的运动周期必小于球B的运动的运动周期周期D球球A对筒壁的压力必大于球对筒壁的压力必大于球B对筒对筒壁的压力壁的压力栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动 (2021江苏扬州中学月考江苏扬州中学月考)如图如图439所示，所示，LMPQ是光滑轨道，是光滑轨道，LM程度，长为程度，长为5.0 m，M

22、PQ是一半是一半径为径为R1.6 m的半圆，的半圆，QOM在同一在同一竖直线上，在恒力竖直线上，在恒力F作用下，质量作用下，质量m1 kg的物体的物体A由静止开场运动，由静止开场运动，栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天当到达当到达M时立刻停顿用力欲使时立刻停顿用力欲使A刚刚好能经过好能经过Q点，那么力点，那么力F大小为多少大小为多少？(g取取10 m/s2)图图439栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天【解析】物体【解析】物体A经过经过Q点时，其受点时，其受力情况如图力情况如图4310所示所示图图4310栏目栏目导引导引

23、第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天【答案】【答案】8 N栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天【名师点评】正确了解【名师点评】正确了解A物体物体“刚刚好能经过好能经过Q点含义是处理此题的关点含义是处理此题的关键常用来表达临界形状的词语还有键常用来表达临界形状的词语还有“恰好恰好“恰能恰能“至少至少“至多至多等，同窗们在审题时必需高度留意等，同窗们在审题时必需高度留意栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天变式训练变式训练2如图如图4311所示，半径为所示，半径为R的光滑的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球圆形轨

24、道竖直固定放置，小球m在圆在圆形轨道内侧做圆周运动对于半径形轨道内侧做圆周运动对于半径R不同的圆形轨道，小球不同的圆形轨道，小球m经过轨道最经过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用高点时都恰好与轨道间没有相互作用力以下说法中正确的选项是力以下说法中正确的选项是()栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天图图4311栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天A半径半径R越大，小球经过轨道最高越大，小球经过轨道最高点时的速度越大点时的速度越大B半径半径R越大，小球经过轨道最高越大，小球经过轨道最高点时的速度越小点时的速度越小C半径半径

25、R越大，小球经过轨道最低越大，小球经过轨道最低点时的角速度越大点时的角速度越大D半径半径R越大，小球经过轨道最低越大，小球经过轨道最低点时的角速度越小点时的角速度越小栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天解析：选解析：选AD.小球恰好过最高点，小球小球恰好过最高点，小球与圆轨道间没有压力，由小球的重力与圆轨道间没有压力，由小球的重力充任向心力，由牛顿第二定律可得：充任向心力，由牛顿第二定律可得：栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天圆周运动与能量的综合圆周运动与能量的综合 (总分值样板总分值样板14分分)如图如图4312所示，粗糙程度面所示，粗糙程度面AB与竖直面与竖直面内的光滑半圆形导轨在内的光滑半圆形导轨在B点衔接，点衔接，A、B之间间距为之间间距为L.半圆形导轨半径为半圆形导轨半径为R，一个质量为，一个质量为m的静止的小球在的静止的小球在A处与一紧缩弹簧靠在一同处与一紧缩弹簧靠在一同栏