（点击高考）2014高考物理一轮复习教学案 第四章 第3讲 圆周运动及其应用1

（点击高考）2014高考物理一轮复习教学案 第四章 第3讲 圆周运动及其应用1内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 圆周运动及其应用(对应学生用书第 60 页)速度、周期、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：意义、方向 公式、单位线速度 描述做圆周运动的物体运动快慢的 物理量( v)方向与半径垂直，和圆周相切 v 位：m/描述物体绕圆心转动快慢的物理量 ( )中学不研究其方向 t 2T单位：周期是物体沿圆周运动一圈的时间 (T)转速是物体在单位时间内转过的圈数( n)，也叫频率( f)周期与频率的关系为 T1f T ；单位：v n 的单位 r/s、r/f 的单位：描述速度方向变化快慢的物理量 (方向指向圆心 2位：m/s 2向心力作用效果是产生向心加速度，只改变 2、线速度的方向，不改变线速度的大小方向指向圆心 R m 位： (1)v R 2 T(2) 2R v 4 2)m R m 2对训练】1某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动，分针的长度是时针长度的 ，则下列说法中正确的是()A分针的角速度与时针的角速度相等B分针的角速度是时针的角速度的 60 倍C分针端点的线速度是时针端点的线速度的 18 倍D分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的 【解析】分针的角速度 1 针的角速度 2 230 2360 2121， 1 281， 1 2161，故只有 C 正确【答案】匀速圆周运动的特点(1)速度大小不变而速度方向时刻变化的变速曲线运动(2)只存在向心加 3、速度，不存在切向加速度(3)合外力即产生向心加速度的力，充当向心力(4)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心【针对训练】31摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图 431 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，就像玩具“不倒翁”一样假设有一超高速列车在水平面内行驶，以 360 km/h 的速度拐弯，拐弯半径为 1 质量为 50 乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为( g 取 10 m/)A500 NB1 000 00 N D02【解析】乘客所需的向心力： F m 500 N，而乘客的重 4、力为 500 N，故火车对乘 500 N，C 正确【答案】 运 所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力情况下，就做远离圆心的运动，这种运动叫离心运动2本质光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)离心现象是物体惯性的表现(2)离心运动并非是沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动(3)离心运动并不是受到什么离心力3条件做圆周运动的质点，当它受到的沿着半径指向圆心的合外力突然变为零或不足以提供圆周运动所需向心力离 心 现 象 是 惯 性 表 现 ， 并 非 受 到 离 心 力 .【针对训练】32洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的 5、是()A脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故C加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好D靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好【解析】水滴依附衣物的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，B 项错误；脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，A 项正确；角速度增大，水滴所需向心力增大，脱水效果更好，C 项正确；周边的衣物因圆周运动的半径 R 更大，在 一定时，所需向心力比中心的衣物大，脱水效果更好，D 项正确【答案】B(对应学生用书第 61 页)v R 和 a 2R 的理解)由 v R 知， R 一定时， v 与 成 6、正比； 一定时， v 与 r 成正比； v 一定时， 与 R 成反比光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)由 a 2R 知，在 v 一定时， a 与 R 成反比；在 一定时， a 与 R 成正比动装置特点(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：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等图 433如图 433 所示，半径为 r20 两圆柱体 A 和 B，靠电动机带动按相同方向均以角速度 8 s 转动，两圆柱体的转动轴互相平行且在同一平面内，转动方向已在图中标出，质量均匀的木棒水平放置其上，重心在刚开始运动时恰在 B 的正上方，棒和圆 7、柱间动摩擦因数 圆柱体中心间的距离 s1.6 m，棒长 l3.2 m，重力加速度取 10 m/从棒开始运动到重心恰在 A 的正上方需多长时间。 【审题视点】(1)开始时，棒与 A、 B 有相对滑动先求出棒加速的时间和位移(2)棒匀速时与圆柱边缘线速度相等，求出棒重心匀速运动到 A 正上方的时间【解析】棒开始与 A、 B 两轮有相对滑动，棒受向左摩擦力作用，做匀加速运动，末速度 v r 80.2 m/s1.6 m/s，加速度 a g 1.6 m/s 2，时间 1 s，0.8 1此后棒与 A、 B 无相对运动，棒以 v r 做匀速运动，再运动 s .8 m，重心到 A 的正上方需要的时间 0.5 s 8、，故所求时间 t .5 案】1.5 s【即学即用】1小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度经过骑行，他得到如下的数据：在时间 t 内脚踏板转动的圈数为 N，那么脚踏板转动的角速度 _；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有_；自行车骑行速度的计算公式 v34【解析】依据角速度的定义式 ；要推算自行车的骑行速度，由于 t 2 后 R，还要知道自行车后轮的半径 R，又因后轮的角速度 后 飞轮 ，而 飞轮 牙盘 牙盘 ，联立以上各式解得 v 2 R 盘半径 轮半径 答案】 自行车后轮半径 R 9、，牙盘半径 轮半径 2 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向心力的确定光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (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3解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程(5)求解、讨论(1)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动， 10、沿半径方向指向圆心的合力均为向心力(2)当采用正交分解法分析向心力的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径方向指向圆心(2012福建高考)如图 435 所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径 R0.5 m，离水平地面的高度 H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小 s0.4 m设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g10 m/s 435(1)物块做平抛运动的初速度大小 2)物块与转台间的动摩擦因数 .【审题视点】(1)应理解把握好“转台边缘”与“恰好滑离”的含义(2)临界问题是 11、静摩擦力达到最大值【解析】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有H 2在水平方向上有 s 式解得 s m/s.(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有m N 由式得 答案】(1)1 m/s(2) 【即学即用】2(2012榆林一模)如图 436 甲所示，用一根长为 l1 m 的细线，一端系一质量为 m1 小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角 37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为 时，细线的张力为 T.(g 取 10 m/果可用根式表示)求：图 436(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度 0至少为多大。 (2)若细线与竖直方向的夹角为 60，则小球的角速度 为多大。 【解析】(1)若要小球刚好离开锥面，则小球受到重力和细线拉力如图示小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得： m 20解得： ，即 0 )同理，当细线与竖直方向成 60角时，由牛顿第二定律及向心力公式： 2解得： 2 ，即 20【答案】(1) s(2) 0(对应学生用书第 62 页)“轻绳模型”与“轻杆模型”轻绳模型 轻杆模型常见类型 均是没有支撑的小球均是有支撑的小球光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。