2017年高考物理一轮复习课件 基础课时（10）圆周运动

2017年高考物理一轮复习课件 基础课时（10）圆周运动内容摘要：

1、基础课时 10 圆周运动 知识梳理 知识点一 、 匀速圆周运动 、 角速度 、 线速度 、 向心加速度 (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 快慢 转动快慢 一圈 方向 2m/s 2T s 22 s 2r m/心 定义、意义 公式、单位 线速度 描述做圆周运动的物体运动 _的物理量 ( v ) (1) v s t _ (2) 单位： _ _ 角速度 描述物体绕圆心 _ 的物理量 ( 2、 ) (1) t _ _ (2) 单位： _ _ 周期 物体沿圆周运动 _ 的时间 ( T ) (1) T _ _ ，单位： _ (2) f 1T，单位： 向心 加速度 (1) 描述速度 _ 变化快慢的物理量 ( (2) 方向指向 _ (1) _ _ (2) 单位： _ _ 思考 如图 1为一辆自行车传动装置的结构图，观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的。 图 1 (1)同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度 、 角速度是否相同。 (2)两个齿轮相比较 ， 其边缘的线速度是否相同。 角速度是否相同 ，转速是否相同。 知识点二、匀速圆周运动的向心力 1 . 作用效果 ：向心力产生向心 3、加速度，只改变速度的 _ _ ，不改变速度的 _。 2 . 大小 ： F _ r m v 42 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。 分力 圆心 力 大小 方向 思考 如图 2所示，圆盘上物体随圆盘一起匀速转动，在光滑漏斗内壁上，小球做匀速圆周运动。 图 2 (1)它们运动所需要的向心力分别由什么力提供。 (2)计算圆盘上物体所受的向心力和漏斗内壁上小球的角速度分别需要知道哪些信息。 知识点三 、 离心现象 做 _的物体 ， 在所受合外力突然 4、消失或不足以提供圆周运动所需 _的情况下 ， 就做逐渐远离圆心的运动。 做圆周运动的物体 ， 由于本身的惯性 ， 总有沿着圆周 _飞出去的趋势。 当 F _时 ， 物体做匀速圆周运动； 当 F 0时 ， 物体沿 _方向飞出； 当 F _时 ， 物体逐渐远离圆心 ， 如图 3所示。 图 3 圆周运动 向心力 切线方向 线 诊断自测 1.(多选 )下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法正确的是 ( ) 且大小不变 ， 故向心力是一个恒力 且与线速度方向垂直 ， 所以它不能改变线速度的大小 解析 做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合外力 ， 由于指向圆心 ， 且与线速度垂直 ， 5、 不能改变线速度的大小 ， 只用来改变线速度的方向 ， 向心力虽大小不变 ， 但方向时刻改变 ， 不是恒力 ， 由此产生的向心加速度也是变化的 ，所以 A、 B、 答案 所示 ， 洗衣机脱水筒在转动时 ， 衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来 ， 则衣服 ( ) 图 4 弹力 、 静摩擦力和离心力四个力的作用 弹力越大 ， 摩擦力也越大 解析 衣服只受重力 、 弹力和静摩擦力三个力作用 ， 服做圆周运动的向心力为它所受到的合力 ， 由于重力与静摩擦力平衡 ， 故弹力提供向心力 ， 即 转速越大 ， B、 答案 C 3.(多选 )如图 5为 A、 其中 由图可知 ( ) 图 5 解析 由 a 6、 匀速圆周运动的物体线速度大小不变时，向心加速度与半径成反比，故 A 正确， B 错误；由 a 2r 知，角速度不变时，向心加速度与半径成正比，故 C 正确， D 错误。 答案 .(多选 )(2016江苏无锡模拟 )如图 6所示 ， 当正方形薄板绕着过其中心 板上 A、 ) 图 6 A A B 1 1 B A B 1 2 C v A v B 2 1 D v A v B 1 2 解析 由于 A 、 B 两点在同一正方形薄板上且绕同一转轴转动，故两点具有相同的角速度， A 正确， B 错误；根据 v r 可得，v A v B r A r B 1 2 ， C 错误， D 正确。 答案 自动控制等高新 7、技术于一体的新型高速列车 ， 如图 7所示 ， 当列车转弯时 ， 在电脑控制下 ， 车厢会自动倾斜 ， 抵消离心力的作用。 行走在直线上时 ， 车厢又恢复原状 ，实现高速行车 ， 并能达到既安全又舒适的要求。 假设有一超高速列车在水平面内行驶 ， 以 360 km/ 由列车上的传感器测得一个质量为 50 ， 则列车的拐弯半径为 ( ) 图 7 m B.1 D.2 析 根据向心力公式， F 合 m v 2R，解得半径 R 1 000 m ，故 B 正确。 答案 B 考点一 圆周运动中的运动学分析 v 当 成正比； 当 一定时 ， v与 当 与 2 . 对 a 2r v 的理解 在 v 一定时 8、， a 与 r 成反比；在 一定时， a 与 r 成正比。 【例 1 】 ( 多选 ) 如图 8 所示，有一皮带传动装置， A 、 B 、 C 三点到各自转轴 的距离分别为 R A 、 R B 、 R C ，已知 R B R C R 在传动过程中，皮带不打滑。 则 ( ) 图 8 点的角速度大小相等 点的线速度大小相等 点的角速度大小之比为 2 1 点的向心加速度大小之比为 1 4 解析 处理传动装置类问题时，对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点，线速度相等；同轴转动的点，角速度相等。 对于本题，显然A B，选项 B 正确；根据 v R ，可得 以 A项 A 错误；根据 A B， A得 B即 B 点 9、与 C 点的角速度大小之比为 1 2 ，选项 C 错误；根据 Ba 2R ，可得 aB B 点与 C 点的向心加速度大小之比为 1 4 ，选项 D 正确。 答案 思提升 常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传动： 如图 9甲、乙所示，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 图 9 (2)摩擦传动： 如图 10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 图 10 图 11 (3)同轴传动： 如图 11甲 、 乙所示 ， 绕同一转轴转动的物体 ， 角速度相同 ， A B， 由 v r知 v与 【 变式训练 】 1.(2016浙江嘉兴调研 )科技馆的科普器材中 10、常有如图 12所示的匀速率的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。 若齿轮的齿很小，大齿轮的半径 (内径 )是小齿轮半径的 3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是 ( ) 图 12 倍 倍 解析 大齿轮、小齿轮在 转动过程中，两者的齿的线速度大小相等，当大齿轮顺时针转动时，小齿轮也顺时针转动，选项 A 错误；速度是矢量，具 有方向，所以小齿轮每个齿的线速度不同，选项 据 v r ，且线速度大小相等，角速度与半径成反比，选项 C 正确；根据向心加速度 a 速度大小相等，向心加速度与半径成反比，选项 D 错误。 答案 C 考点二 圆周运动中的动力学分析 向心力是按力的作用效果命名的 11、 ， 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。 (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。 【 例 2】 (2016福建晋江月考 )如图 13所示 ， 细绳 系一质量为 两绳能承受的最大拉力均为 2 90 ， 3 ， 1 m。 因而 当小球的线速度增大时 ， 两绳均会被拉断 ， 则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为 (0 m/ ) 图 13 m/s m/s m/s m/s 解析 据题意，小球转动时向心力为 3 时设 刚好被拉断，则拉力为 2 此时 3 即 4说明 先被拉断；当 拉断时，有 2 此时由于小球重力等于 则 与水平方向的夹角等于 3 0 ，有 0 2R ，此时小球转动半径。