创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 4.3圆周运动（25页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 4.3圆周运动（25页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、意义 公式、单位线速度(1)描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量( v) (2)是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切 (1)v (2)单位：m/)描述物体绕圆心转动快慢的物理量( ) (2)中学不研究其方向(1) t 2T(2)单位：)周期是物体沿圆周运动一周的时间( T) (2)转速是物体在单位时间内转过的圈数( n)，也叫频率(f)(1)T ，单位：(2)n 的单位：r/s、r/)f ，单位：)作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小(2)方向指向圆心(1)m m 2)单位：)vr 2)v 4 22)m 2m rm vm 42 2、2传动装置中各物理量的关系(1)同一转轴的各点角速度 相同，而线速度 vr 与半径 r 成正比，向心加速度大小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 与半径 r 成正比。 (2)当皮带不打滑时，传动皮带、用皮带连接的两轮边缘上各点的线速度大小相等，两皮带轮上各点的角速度、向心加速度关系可根据 、a n 确定。 vr 动力学方法解决圆周运动中的问题(1)向心力的来源：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，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：确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。 分析物体的受力情况，找出所 3、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：审清题意，确定研究对象；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；分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；根据牛顿运动定律及向心力公式列方程；求解、讨论。 1如图 431 所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为 r1、r 2、 甲轮的角速度为 1，则丙轮的角速度为()图 431A. A本题相当于皮带轮的连接，各个轮边缘的线速度大小相同。 即光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1r1v 2 2r2v 3 3 A 选项正确。 匀速圆周运动和非匀速圆周 4、运动1匀速圆周运动(1)定义：线速度大小不变的圆周运动。 (2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动。 (3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。 2非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动。 (2)合力的作用：合力沿速度方向的分量 生切向加速度，只改变速度的大小。 合力沿半径方向的分量 生向心加速度，Fnma n，它只改变速度的方向。 竖直面内圆周运动问题分析物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并有“最大” 、 “最小” 、 “刚好”等词语，常有两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如 5、下：轻绳模型 轻杆模型常见类型过最高点的临界条件由 小球能运动即可，得 v 临 0讨论分析(1)过最高点时，v ， FNmgm ，绳、1)当 v0 时，F N N 为支持力，沿半径背离圆心光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)不能过最高点时 v 时，F Nmgm ，F N 指向圆v 32 所示，某物体沿 光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速14率逐渐增大，则()图 432A物体的合外力为零B物体的合力大小不变，方向始终指向圆心 体的合外力就是向心力D物体的合力方向始终与其运动方向不垂直 (最低点除外 )解析：选 D物体做加速曲线运动，合力不为零， A 错；物体做速度大小变化的 6、圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合外力的方向夹角为锐角，合力与速度不垂直，B 、C 错，D 对。 离心运动和近心运动1离心运动(1)定义：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需 向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的运动。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 33(2)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周 切线方向飞出去的倾向。 (3)受力特点：当 Fr 时，物体做匀速圆周运动；当 F0 时，物体沿切线方向飞出；当 体将逐渐靠近圆心，做近心运动。 (1)物体做离心运动并 7、非物体受到所谓离心力作用，而是物体惯性的表现。 (2)物体做离心运动时，并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大或沿切线方向飞出。 3物体做匀速圆周运动时，如果向心力突然消失，则下列说法正确的是()A物体将继续在原来的圆周上运动B物体将沿着圆周的切线方向飞出去C物体将沿着切线和圆周之间的某一条曲线向远离圆心的方向运动D以上说法均不对解析：选 B做匀速圆周运动的物体，任一位置的速度方向均沿该点圆周的切线方向。 当向心力突然消失时，物体由于具有惯性，将沿圆周的切线方向飞出去，故 B 项正确。 传动装置问题光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 命题分析 传动装置问题考查了圆周运动各物理量的关系，在高考中常 8、被考查到，考查的题型一般为选择题。 例 1如图 434 所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径.0 摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边沿接触。 当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。 自行车车轮的半径 5 齿轮的半径 .0 齿轮的半径 0.0 大齿轮的转速 摩擦小轮的转速 比。 ( 假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)图 434解析大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边沿各点的线速度大小相等，由 v2知转速 齿轮和车轮同轴转动，两轮上各点的转速相同。 大齿轮与小齿轮转速之间的关系为：n 1n 小 R 2轮与小齿轮之间的转速关系为：n 车 n 小。 车轮与 9、摩擦小轮之间的关系为：n 车 n2r 0以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间的转速之比为：n 1175。 答案2175变式训练1如图 435 所示装置中，A、B、C 三个轮的半径分别为 r、2r、4r，b 点到圆心的距离为 r，求图中 a、b、c、d 各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。 图 435解析：v av c，而 vbvc2 4，所以vavbvc2124； ab2 1，而 b c d，所以abcd2111 ；再利用 a得 aaabac1 24。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：见解析水平面内的匀速圆周运动命题分析 汽车、火车的转弯等实际应用问题属于典型的水平面内的匀速圆周运动问 10、题，是高考的热点，且常与牛顿运动定律、功能关系等知识综合起来考查。 例 2随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行，为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高内低的斜面。 如果某品牌汽车的质量为 m，汽车行驶时弯道部分的半径为 r，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为 ，路面设计的倾角为 ，如图 436 所示。 (重力加速度 g 取 10 m/ 436(1)为使汽车转弯时不打滑，汽车行驶的最大速度是多少。 (2)若取 ，r60 m，汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为 弯道部120分汽车行驶的最大速度是多少。 解析(1) 11、汽车受力分析如图所示，竖直方向：F 水平方向：F F f v。 (2)代入数据可得：v14.6 m/s。 答案(1) (2)14.6 m/s 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)实例：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等。 (2)特点：运动轨迹是圆且在水平面内；向心力的方向水平，竖直方向的合力为零。 (3)解答方法：对研究对象受力分析，确定向心力的来源；确定圆周运动的圆心和半径；应用相关力学规律列方程求解。 变式训练2有一种杂技表演叫“飞车走壁” ，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁做匀速圆周运动。 图 437 中有两位驾驶摩托车的杂技演员 A、B，他们离地面的高度分别为 12、hA列说法中正确的是()图 437AA 摩托车对侧壁的压力较大BA 摩托车做圆周运动的向心力较大CA 摩托车做圆周运动的周期较小DA 摩托车做圆周运动的线速度较大光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 D以摩托车为研究对象，受力分析如图所示，则有 m )2，因侧壁与竖直方向的夹角 与 压力 心力不变， 越大，则 v 越大。 竖直面内圆周运动问题命题分析 本考点是高考的热点，常结合牛顿运动定律、功能关系等综合考查，考查的题型有选择题和计算题。 图 438例 3(2013重庆模拟)如图 438 所示，半径为 R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为 m 的小球 A、B 以不同的速度进入管内。 A 通过最高点 C 时，对管壁上部压力为 3 通过最高点 C 时，对管壁下部压力为 A、B 两球落地点间的距离。 思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)内径很小的光滑半圆管竖直放置无摩擦力，只有重力做功，且小球从 C 点飞出后做平抛运动(2)A 对管壁上部压力。