高考物理总复习4.2圆周运动(选考部分B版)课件

第2讲圆周运动

[考纲解读]

(1)知道描述圆周运动的物理量及它们之间的关系。(2)知道向心加速度的表达式，并会用来进行有关问题的计算。(3)理解向心力公式并能结合牛顿第二定律解决较复杂的问题。(4)能运用向心力公式对竖直面内的变速圆周运动的最高点和最低点作定性分析。考点一匀速圆周运动及描述圆周运动的物理量[知识梳理]1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长

，就是匀速圆周运动。 (2)特点：加速度大小

，方向始终指向

，是变加速运动。 (3)条件：合外力大小

、方向始终与

方向垂直且指向圆心。相等不变圆心不变速度2．描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速等，现比较如下表：快慢转动快慢一周圈数rω

[规

律

方

法]1．对公式v＝ωr的理解 (1)当r一定时，v与ω成正比； (2)当ω一定时，v与r成正比； (3)当v一定时，ω与r成反比。2．常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传动：如图所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。(2)摩擦传动：如图甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。(3)同轴传动：如图乙、丙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。3．匀速圆周运动的两个易混点 (1)匀速圆周运动是匀速率圆周运动，速度大小不变，方向时刻变化，是变加速曲线运动； (2)匀速圆周运动不是匀变速运动，其向心加速度大小不变，方向时刻改变，并指向圆心，与线速度垂直。

[题

组

训

练]

1．(基础考点→对匀速圆周运动的理解)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是(

) A．相等的时间内通过的路程相等 B．相等的时间内通过的弧长相等 C．相等的时间内通过的位移相等 D．相等的时间内转过的角度相等解析匀速圆周运动是指线速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，故选项A、B、D正确；相等的时间内通过的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故选项C错误。答案C2．(基础考点→皮带传动规律的应用)

(2016·湖州市调研)皮带传动装置 如图所示，两轮的半径不相等， 传动过程中皮带不打滑。关于两轮边缘上的点，下列说法正确的是 (

) A．周期相同 B．角速度相等 C．线速度大小相等 D．向心加速度相等 解析皮带不打滑时，皮带上各点的线速度相等，同轴转动时，角速度相等，C正确。 答案C3．(基础考点→共轴传动规律的应用)如图所示 是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个 点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω 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．a、b和c三点的角速度相等 C．a、b的角速度比c的大 D．c的线速度比a、b的大 解析a、b、c三点为共轴转动，故角速度相等，B正确，C错误；又由题图知，三点的转动半径ra＝rb＞rc，根据v＝ωr知，va＝vb＞vc，故A、D错误。 答案B4．(高考热点→线速度和角速度的关系)甲、乙两物体均做匀速圆周运动，甲的转动半径为乙的一半，当甲转过60°时，乙在这段时间里正好转过45°，则甲、乙两物体的线速度之比为(

) A．1∶4B．2∶3C．4∶9D．9∶16 解析由题意知甲、乙两物体的角速度之比ω1∶ω2＝60∶45＝4∶3,2r1＝r2，故两物体的线速度之比v1∶v2＝ω1r1∶ω2r2＝2∶3，B项正确。 答案B答案BC方向大小mω2r圆心(4)来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的

提供，还可以由一个力的

提供。(5)几种常见的匀速圆周运动的向心力分析合力分力

[规

律

方

法]1．对向心力的三点提醒 (1)向心力是按效果命名的，不是物体实际受到的力，受力分析时，不能在受力示意图上画出向心力； (2)向心力可以是某种性质的力单独提供，也可以是几个不同性质的力共同提供； (3)向心力只产生向心加速度，与物体的实际加速度不一定相同。2．解决圆周运动问题的主要步骤

[题

组

训

练]

1．(基础考点→对向心力的理解)关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是(

) A．向心力是根据力的性质命名的 B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力 C．做圆周运动的物体，所受的合力一定等于向心力 D．向心力的效果是改变质点的线速度大小解析向心力是根据力的作用效果命名的，它可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力，只有在匀速圆周运动中，物体所受的合外力才等于向心力，但不论物体是否做匀速圆周运动，向心力的作用都是只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。综上所述，A、C、D选项错误，B选项正确。答案B答案AC答案D4．(高考热点→向心力的确定)(多选)如

图，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ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是 (

)答案AC5．(高考预测→匀速圆周运动与平抛运动 的综合)(2016·诸暨市期末)“水上乐园” 中有一巨大的水平转盘，人在其上随盘 子一起转动，给游客带来无穷乐趣。如 图所示，转盘的半径为R，离水平面的 高度为H，可视为质点的游客的质量为m，现转盘为角速度ω匀速转动，游客在转盘边缘保持相对静止，不计空气阻力。

(1)求转盘转动的周期； (2)求游客受到摩擦力的大小和方向； (3)若转盘突然停止转动，求游客落水点到转动轴的水平距离。考点三竖直面内的圆周运动[规律方法]1．“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因在于“轻绳”只能对小球产生拉力，而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力。2．有关临界问题出现在变速圆周运动中，竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动，一般情况下，只讨论最高点和最低点的情况。物理情景最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连接、水流星、沿内轨道的“过山车”等球与杆连接、球在光滑管道中运动等图示异同点受力特征除重力外，物体受到的弹力方向：向下或等于零除重力外，物体受到的弹力方向：向下、等于零或向上3．分析竖直平面内圆周运动临界问题的思路

[题

组

训

练]

1．(高考热点→“轻绳”模型)(多选)如图所示， 用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直 平面内做圆周运动，正确的说法是(

) A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定 为重力 B．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零 C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零 D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力答案BD2．(高考热点→“轻绳”模型的应用)(多选)

如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固 定在水平地面上，半径r