2018版高考物理总复习 第2课时圆周运动向心加速度向心力课件.pptx

1、第2课时圆周运动向心加速度向心力,基础过关 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。,考点一匀速圆周运动及描述的物理量(d/d),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,【过关演练】 1.(2015浙江7月学考)如图所示，吊扇工作时，关于同一扇叶上A、B两点的运动情况，下列说法正确的是() A.周期相

2、同 B.线速度相同 C.转速不相同 D.角速度不相同,答案A,2.(2013浙江6月学考)如图所示，小强正在荡秋千。关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是() A.vavb B.vavb C.ab D.ab,解析绳子绕O点转动，ab，rarb，由vr知，vavb，故C项正确。 答案C,要点突破 要点两种传动模型 1.传动的类型 (1)皮带传动、齿轮传动(线速度大小相等)； (2)同轴传动(角速度相等)； 2.传动装置的特点 (1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同； (2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小

3、相等。,【例题】 (20168月温州选考模拟)自行车修理过程中，经常要将自行车倒置，摇动脚踏板检查是否修好，如图所示，大齿轮边缘上的点a、小齿轮边缘上的点b和后轮边缘上的点c都可视为在做匀速圆周运动。则线速度最大的点是() A.大齿轮边缘上的点aB.小齿轮边缘上的点b C.后轮边缘上的点cD.a、b、c三点线速度大小相同,解析a点与b点线速度大小相等，即vavb，b与c点角速度相等，即bc，又vr，rbrc，所以vcvbva，即后轮边缘上的C点线速度最大，故应选C。 答案C,精练题组 1.(2016杭二中期末)下面关于匀速圆周运动的说法正确的是() A.匀速圆周运动是一种匀速运动 B.匀速圆周

4、运动是一种线速度和角速度都不断改变的运动 C.匀速圆周运动是一种线速度和加速度都不断改变的运动 D.匀速圆周运动是一种匀变速运动,解析匀速圆周运动线速度大小不变，而线速度方向不断改变，选项A错误；匀速圆周运动的角速度不变，选项B错误；匀速圆周运动是一种线速度和加速度都不断改变的运动，选项C正确，选项D错误。 答案C,2.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.转速相等,答案C,3.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稳定旋转时，下

5、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rarbrc，根据vr知，vavbvc，故A、D错误。 答案B,4.(20169月金华十校联考)如图所示，当时钟正常工作时，比较时针、分针和秒针转动的角速度和周期。则秒针的() A.角速度最大，周期最大 B.角速度最小，周期最小 C.角速度最小，周期最大 D.角速度最大，周期最小,答案D,5.如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动

6、，三个轮的半径关系是rArC2rB。若皮带不打滑，求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比和线速度之比。,解析A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相等，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相等。,答案122112,【方法总结】 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。,一、向心加速度 1.方向：总是沿着半径指向圆心，在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变。 2.大小：an 2r

7、。 3.单位：m/s2 4.作用：改变_。,考点二向心加速度向心力(d/d),速度的方向,二、向心力 1.作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的_，不改变速度的_。 2.大小：F _ mv42mf2r。 3.方向：始终沿半径方向指向_，时刻在改变，即向心力是一个变力。 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。,方向,方向,m2r,圆心,合力,分力,【过关演练】 1.(2015浙江1月学考)如图所示为市场出售的苍蝇拍，拍柄长约30 cm。这种苍蝇拍实际使用效果并不理想，有人尝试将拍柄增长到60 cm。若挥拍时手的动作完全相同，则改装后拍头() A.

8、线速度变大 B.角速度变小 C.向心加速度变小 D.向心力变小,解析因挥拍时手的动作完全相同，故角速度不变，B选项错误；由vr、a2r、Fnm2r知，线速度v、向心加速度a、向心力Fn均变大，故A选项正确，C、D选项错误。 答案A,2.(2015浙江10月学考)质量为30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为() A.0 B.200 N C.600 N D.1 000 N,答案C,要点突破 要点一向心加速度理解 1.向心加速度的方向即为速度变化量的方向，匀速圆周

9、运动时指向圆心。 2.物体做非匀速圆周运动时，将加速度分解，分解到沿切线方向的分量和指向圆心方向的分量，其中指向圆心的分量就是向心加速度。,【例1】 如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动时向心加速度a随半径r变化的曲线，由图线可知() A.A物体的线速度大小不变 B.A物体的角速度不变 C.B物体的线速度大小不变 D.B物体的角速度与半径成正比,答案A,要点二处理圆周运动问题的步骤 1.确定研究对象； 2.确定研究对象运动的轨道平面，确定轨道的圆心位置，确定向心力的方向； 3.对研究对象进行受力分析(不要把向心力作为某一性质的力进行分析)； 4.选取研究对象所在位置为坐标原点，建立平面直角坐标

10、系，使直角坐标系的一个轴与半径重合，另一个轴沿圆周的切线方向； 5.将物体所受各个力沿两个坐标轴进行分解； 6.利用牛顿第二定律沿半径方向和切线方向分别列出相应的方程； 7.求解并检查分析实际意义。,【例2】 (2016温州十校期初)男子体操运动员做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图所示，若运动员的质量为50 kg，此过程中运动员到达最低点是手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力，g10 m/s2)() A.500 N B.2 000 N C.2 500 N D.3 000 N,答案C,【例3】 洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附着在筒壁上，则此时() A.衣物受

11、到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力 B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 C.筒壁的弹力随筒的转速的增大而减小 D.水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力，水从筒壁小孔甩出,解析衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力。分析受力时，不单独分析向心力，故选项A、B错误；因弹力提供向心力，由Fm2r知，当转速增大，向心力增大，则弹力F增大，选项C错误；水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力，水从筒壁小孔甩出，选项D正确。 答案D,精练题组 1.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

12、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，B选项正确，A、C、D选项错。 答案B,2.如图所示，O、O为两个皮带轮，O轮的半径为r，O轮的半径为R，且Rr，M点为O轮边缘上的一点，N点为O轮上的任意一点，当皮带轮转动时，(设转动过程中不打滑)则() A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加

13、速度 B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度 C.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度 D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度,答案A,3.如图所示，质量相等的a、b两物体放在 圆盘上，到圆心的距离之比是23，圆 盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对 圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向 心力之比是() A.11 B.32 C.23 D.94 解析a、b随圆盘转动，角速度相同，由Fm2r可知，两物体的向心力与运动半径成正比，C正确。 答案C,答案A,5.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内

14、做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是() A.A球的角速度等于B球的角速度 B.A球的线速度大于B球的线速度 C.A球的运动周期小于B球的运动周期 D.A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力,答案B,6.如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是() A.A的速度比B的大 B.A与B的向心加速度大小相等 C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小,答案D,【方法总结】 对向心力的三点注意 (1)向心力是按效果命名的，不是物体实际受到的力，受力

15、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。,基础过关 一、离心运动 1.定义：做匀速圆周运动的物体，在所受的合外力突然消失或不足以提供圆周运动_的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，即离心运动。 2.受力特点 当F供_时，物体做匀速圆周运动； 当F供0时，物体沿_飞出； 当F供_时，物体逐渐远离圆心。,所需向心力,m2r,切线方向,m2r,考点三生活中的圆周运动(c/),二、圆周运动的实例分析 1.竖直面内的圆周运动 (1)汽车过弧形桥 特点：重力和桥面支持力的_提

16、供向心力。 (2)水流星、绳球模型、内轨道 (3)轻杆模型、管轨道 2.火车转弯 特点：重力与支持力的_提供向心力。(火车按设计速度转弯，否则将挤压内轨或外轨),合力,合力,【过关演练】 1.如图所示，洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干，利用了() A.自由落体运动B.离心运动 C.平抛运动D.匀速直线运动 答案B,答案B,要点突破 要点一求解生活中的圆周运动问题的关键构建物理模型 1.火车转弯模型的解题策略 (1)对火车转弯问题一定要搞清合力的方向，指向圆心方向的合外力提供物体做圆周运动的向心力，方向指向水平面内的圆心； (2)弯道两轨在同一水平面上时，向心力由外轨对轮缘的挤压力提供； (3)当外轨

17、高于内轨时，向心力由火车的重力和铁轨的支持力以及内、外轨对轮缘的挤压力的合力提供，这还与火车的速度大小有关。,2.汽车过拱桥模型 (1)过凹形桥最低点时，汽车的加速度方向竖直向上，处于超重状态，为使对桥压力不超出最大承受力，汽车有最大行驶速度限制； (2)应用牛顿第二定律列方程时，应取加速度方向为正方向； (3)汽车对桥的压力与桥对汽车的支持力是作用力与反作用力。,3.竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类 分三种情况进行讨论，如图所示。 (1)弹力只可能向下，如绳拉球。 (2)弹力只可能向上，如车过桥。,答案A,要点二离心运动 关于离心运动的条件，如图所示。 (1)做圆周运动的物体，当合外

18、力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞出去； (2)当合外力突然减小为某一值时，物体将会在切线方向与圆周之间做离心运动。,【例2】 下列关于离心现象的说法正确的是() A.当物体所受的离心力大于向心力时发生离心现象 B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动 C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动 D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失后，物体将做曲线运动,解析物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动，故A选项错；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力都突然消失后，物体将做匀速直线运动，故B、D选项错，C选项对。 答案C,精练题组 1.一辆载重卡车，