2026届高三物理二轮复习课件-+6.9++圆周运动的规律与应用

第六章课时9圆周运动的规律与应用物理课标导引•定锚点知识要点课标要求学业质量水平圆周运动会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动水平1向心力能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力水平2向心加速度知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向水平2生活中的圆周运动了解生产生活中的圆周运动、离心现象及其产生的原因水平2知能构建•强基础

特别提示1.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。典例1(2024年浙江1月学考)如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮,并用手摇动脚踏板带动后轮转动,A、B、C三点的线速度大小分别为vA、vB、vC,角速度大小分别为ωA、ωB、ωC,则(

)A.vA=vB<vC

B.vA>vB>vCC.ωA>ωB=ωC

D.ωA<ωB<ωCA

特别提示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:实例向心力示意图小球在细线作用下在桌面上做匀速圆周运动小球做匀速圆周运动的向心力由细线的拉力提供

物体随转台一起做匀速圆周运动,物体与转台无相对滑动物体所受的向心力由转台对物体的静摩擦力提供

实例向心力示意图小球在细线作用下在水平面内做匀速圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力(或可认为由拉力的水平分力提供)

小球在细线作用下,在竖直平面内做圆周运动最高点:Fn=FT+mg最低点:Fn=FT-mg

典例2(2022年浙江1月学考)旱冰爱好者在地面上滑行如图所示,若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行,则他(

)A.做匀速运动B.所受的合力为0C.受到重力和向心力D.向心加速度方向不断变化D解析:匀速圆周运动的速度方向是时刻改变的,故匀速圆周运动是变速运动,A错误;合力提供做圆周运动所需要的向心力,B错误;向心力是由沿半径方向的合力提供的,C错误;向心加速度大小不变,方向时刻改变,D正确。

(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)如果凹形地面半径越小,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。3.水平路面转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。

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力(这时向心力较小,内轨提供一部分力)。典例3一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是(

)A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2D

考点4竖直面内圆周运动的临界问题绳、杆模型涉及的临界问题:项目绳模型杆模型常见类型

均是没有支撑的小球

均是有支撑的小球过最高点的临界条件v临=0项目绳模型杆模型讨论分析考点5离心运动1.离心运动的本质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的倾向,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。2.离心运动的应用与防止(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。典例4如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法不正确的是(

)

A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变大,小球可能沿轨迹Pc做向心运动B解析:若拉力突然消失,小球做离心运动,因为水平方向不受力,将沿Pa轨迹运动,故A正确,不符合题意;若拉力突然变小