圆周运动高3一轮复习

1、圆周运动高3一轮复习物体受到的合力与运动的关系如何？1、当物体受到的F合=0时，物体做匀速直线运动。2、当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时，物体做变速直线运动3、当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时，物体做曲线运动复习回顾：把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径.注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了.r1r2处理一般曲线运动的方法分析向心力的来源1. 细线系小球在光滑水平面上做匀速圆周运动GFNF弹簧弹力提供向心力已知L0、K,0mkX=m 2(L0+X

2、)mgNF拉力F提供向心力提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件，由物体受力情况决定由物体的运动情况决定=“供需”平衡 物体做圆周运动牛顿第二定律F=ma的应用“供需”不平衡 物体做什么运动？物体作离心运动的条件：F提供向 F需向2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力分析向心力的来源3. 转盘匀速转动，物体相对于转盘静止OGFNf静摩擦力f提供向心力L0最大允许角速度Mmm2静止=0 0求：最大角速度最小角速度m1m2N1N2mgMgf1f2mg+Mg=m2L m2g=m12rm2gfm=m1 max2rm2gfm=m1 min2rm1gNTm2gT

3、对m1: T=m12r 对m2: T=m2gf=0为临界:m2g=m102r0时，f方向指向圆心：0时，f方向背离圆心：分析向心力的来源4. 在细线的牵引下小球在水平面内做匀速圆周运动重力G和拉力T的合力提供向心力rOGF合F图6课堂探究突破考点 第3课时变化点：座椅到中心轴的距离RrLsin 图7 本课栏目开关答案AC 课堂探究突破考点 第3课时【例】如图所示、有一质量为m的小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动，轨道平在水平面内，已知小球与半球形碗的球心的连线跟竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为，求小球做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。NmgF合分析向心力的来源摩托车在桶壁的水平面上做匀

4、速圆周运动重力G和支持力的合力提供向心力分析向心力的来源物块在圆柱体内壁做匀速圆周运动支持力FN提供向心力GFfFN匀速圆周运动的实例分析“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来如图所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r.若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()汽车拐弯时受力分析 汽车受到的力有：F摩F牵向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供 由谁来提供向心力 摩擦力f、牵引力F牵支持力N、重力G、圆心方向 在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面

5、低一些汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()答案：B不能建立匀速圆周运动的模型质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋(如图所示)，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为()答案：C纠错心得：_匀速圆周运动的实例分析火车转弯设火车车轨间距为L，两轨高度差为h，火车转弯半径为R，火车质量为M，如图所示(2)由于铁轨建成后h、L、R各量是确定的，故火车转弯时的车速应是一个定值，否则将对铁轨有侧向压力，

6、产生不利影响，如：向心力的来源及确定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(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. 在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心. 能正确的表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是 （ ）分析向心力的来源C注： 向心力是一个效果力，可以是一个力，也可能是几个力的合力可以是某个力的分力。 温馨提醒：解决向心力的问题的关键是通过受力分析 找

7、出向心力的来源。(沿半径指向圆心的合力) 两绳均长、注意临界问题mT1mgF合mgtan=m 02LsinT2T1mgXYT1sin+T2sin=m 2Lsin临界：T1cos=T2cos+mg0：/已知：圆锥摆，摆长L，摆线与竖直，摆球角速度。mgTF合mgtan =m 2Lsin或正交分解：Tcos=mgTsin=m2Lsincos=g2L如何？下面的绳出现拉力： 如图所示，两绳系一个质量为m0.1 kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处，上面绳长L2 m，两绳都拉直时与轴夹角分别为30和45，问球的角速度在什么范围内，两绳始终张紧？(g取10 m/s2)mL斜面0NfmgXYf

8、sin-Ncos=m 2Lsinfcos+Nsin=mgTsin-Ncos=m 2LsinTcos+Nsin=m g匀速圆周运动GNF变速圆周运动合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFtF合v分析向心力的来源5. 小球从A点静止释放,试分析小球在ABC各点的向心力来源LOABC拉力F和重力G沿半径方向的合力提供向心力（2012山西高三月考)荡秋千是儿童喜爱的运动，当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是()A1方向B2方向C3方向 D4方向答案：B单摆模型【例1】小球质量为m,用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点。小球可看作质点。现将小球自与竖直成角的A位置由静止释放，试求小球在最低点

9、的速度，以及此时绳的拉力。LmgFV解:小球下摆过程中,由动能定理有:故小球在最低点的速度为:球在最低点由牛顿第二定律有:此时绳的拉力单摆模型【例2】带+q的小球质量为m,用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点。小球可看作质点。另存在竖直向下的，场强为E匀强电场。现将小球自与竖直成角的A位置由静止释放，试求小球在最低点的速度，以及此时绳的拉力。mgFVLqE解:小球下摆过程中,由动能定理有:故小球在最低点的速度为:球在最低点由牛顿第二定律有:此时绳的拉力单摆模型【例3】带+q的小球质量为m,用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点。小球可看作质点。另存在水平向右的，场强为E=mg/q匀强电场。现将小球自

10、与竖直成角的A位置由静止释放，试求小球在最低点的速度，以及此时绳的拉力。mgqELoFqEmgV解:小球下摆过程中,由动能定理有:故小球在最低点的速度为:球在最低点有:思考:小球的运动形式怎样?拓展:小球在哪里具有最大速度?此时拉力情况如何?单摆模型【例3】带+q的小球质量为m,用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点。小球可看作质点。另存在水平向右的，场强为E=mg/q匀强电场。现将小球自水平位置静止释放，试求小球运动的最大速度，以及此时绳的拉力。mgqELoF合解:小球在摆到最”低”点过程中,由动能定理有:故小球在最”低”点的速度为:球在最”低”点由牛顿第二定律有:此时绳的拉力单摆模型小结Lmg

11、FVmgLoqE平衡位置（1）最大速度位置； （2）能保持静止的位置；（3）合场力所指位置； （4）合场的“最低点”单摆模型【例4】带+q的小球质量为m,用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点。小球可看作质点。另存在水平向左的，场强为E=mg/2q匀强电场。现将小球自水平位置由静止释放，试求小球在最低点的速度，以及此时绳的拉力。mgqELoFV123解析:12过程做匀加速运动在2位址绳拉直过程中，小球速度由v变为vx小球在23过程中做圆周运动由动能定理有:故小球在最低点的速度为:vt=球在最低点由牛顿第二定律有: 如图光滑的水平面上钉有两枚铁钉A和B，相距0.1m，长1m的柔软细绳拴在A上，另一端

12、系一质量为0.5kg的小球，小球的初始位置在AB连线上A的一侧，把细线拉紧，给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度使它做圆周运动，由于钉子B的存在，使线慢慢地缠在A、B上如果细线能承受的最大拉力为7N，从开始运动到细线断裂需经历多长时间?解题感悟 解决竖直平面内的变速圆周运动问题的关键是掌握两个圆周运动模型和两个圆周运动临界问题：1.两种圆周运动模型：典型问题-竖直平面内的变速圆周运动v0v0最低点圆周运动模型最高点圆周运动模型【模型特点】该类问题常有临界问题，并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语，现对两种模型分析比较如下：轻绳模型轻杆模型常见类型过最高点的临界条件轻绳或接触面上弹力为0小球能运动即可，得v临0思维建模思维建模在“水流星”表演中，杯子在竖直平面做圆周运动，在最高点时，杯口朝下，但杯中水却不会流下来，为什么？对杯中水：GFNFN = 0水恰好不流出表演“水流星” ，需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于即：实例一：水流星 要保证过山车在最高点不掉下来，此时的速度必须满足：侧视最