高考物理大一輪復(fù)習(xí) 4.3圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版.ppt
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,,,,,,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,考 點(diǎn),第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天,高三物理一輪復(fù)習(xí),第3節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng),1.(勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件和性質(zhì))(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是 ( ) A.速度的大小和方向都改變 B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C.當(dāng)物體所受合力全部用來提供向心力時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.向心加速度大小不變,方向時(shí)刻改變,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變,方向時(shí)刻改變,合外力指向圓心全部提供向心加速度的非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速大小不變,方向時(shí)刻指向圓心,故選項(xiàng)C、D正確.,解析,答案,基礎(chǔ)自測(cè),CD,2.(勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力分析)如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著一枚硬幣,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),硬幣沒有滑動(dòng),關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況,下列說法正確的是 ( ) A.受重力和臺(tái)面的支持力 B.受重力、臺(tái)面的支持力和向心力 C.受重力、臺(tái)面的支持力、向心力和靜摩擦力 D.受重力、臺(tái)面的支持力和靜摩擦力,硬幣隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),除受重力、支持力外,還受指向轉(zhuǎn)軸的靜摩擦力作用,故D正確.,基礎(chǔ)自測(cè),解析,答案,圖片顯/隱,D,3.(描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量的理解)(多選)一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為4 m/s,轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2 s,則 ( ) A.角速度為0.5 rad/s B.轉(zhuǎn)速為0.5 r/s,,基礎(chǔ)自測(cè),解析,答案,BCD,4.(離心現(xiàn)象的理解)(2015蘭州模擬)如圖所示,洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水,下列說法中錯(cuò)誤的是 ( ) A.脫水過程中,衣物是緊貼桶壁的 B.水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽蟮木壒?C.加快脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,脫水效果會(huì)更好 D.靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好,水滴依附衣物的附著力是一定的,當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí),水滴被甩掉,B錯(cuò)誤;脫水過程中,衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁,A正確;角速度增大,水滴所需向心力增大,脫水效果更好,C正確;周邊的衣物因圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R更大,在ω一定時(shí),所需向心力比中心的衣物大,脫水效果更好,D正確.,基礎(chǔ)自測(cè),解析,答案,圖片顯/隱,B,一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 1.線速度:描述物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢. 2.角速度:描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢. 3.周期和頻率:描述物體_________.,教材梳理,轉(zhuǎn)動(dòng)快慢,4.向心加速度:描述____________變化快慢的物理量. 3.方向:總是沿半徑方向指向_____,時(shí)刻在改變,即向心力是一個(gè)變力. 4.來源:向心力可以由一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè)力的_____提供,還可以由一個(gè)力的_____提供.,教材梳理,方向,大小,mω2r,線速度方向,圓心,合力,分力,三、圓周運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng) 1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)與非勻速圓周運(yùn)動(dòng) 兩種運(yùn)動(dòng)具體比較見下表.,教材梳理,不變,不斷變化,2.離心運(yùn)動(dòng) (1)本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著_______ _______飛出去的傾向. (2)受力特點(diǎn)(如圖所示) ①當(dāng)F=______時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng); ②當(dāng)F=0時(shí),物體沿_________飛出; ③當(dāng)Fmrω2時(shí),物體逐漸向_____靠近,做_____運(yùn)動(dòng).,教材梳理,圓周切,線方向,mrω2,切線方向,mrω2,圓心,向心,1.圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,考點(diǎn)闡釋,,考點(diǎn)闡釋,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,1.(2015廣州調(diào)研)(多選)如右圖所示,當(dāng)正方形薄板繞著過其中心O并與板垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),板上A、B兩點(diǎn)( ) A.角速度之比ωA∶ωB=1∶1,,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,AD,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,2.(2015荊州模擬)如圖所示,A、B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)輪,兩輪半徑大小關(guān)系為RA=2RB,則兩輪邊緣上的 ( ) A.角速度之比ωA∶ωB=2∶1 B.周期之比TA∶TB=1∶2 C.轉(zhuǎn)速之比nA∶nB=1∶2 D.向心加速度大小之比aA∶aB=2∶1,,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,C,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,3.(多選)如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑是4r,小輪的半徑是2r,b點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為r,c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑,則 ( ) A.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等 B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等 C.a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等 D.a(chǎn)點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等,,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,CD,考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,常見的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn) (1)皮帶傳動(dòng):如圖1甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無相對(duì)滑動(dòng)時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB. (2)摩擦傳動(dòng):如圖2甲所示,兩輪邊緣接觸,接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB.,規(guī)律總結(jié),考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,圖2,圖2 (3)同軸傳動(dòng):如圖2乙所示,兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等,即ωA=ωB.,規(guī)律總結(jié),考點(diǎn)一 圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,考點(diǎn)闡釋,3.解決動(dòng)力學(xué)問題要注意三個(gè)方面的分析 (1)幾何關(guān)系的分析,目的是確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑等. (2)運(yùn)動(dòng)分析,目的是表示出物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力. (3)受力分析,目的是利用力的合成與分解知識(shí),表示出物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),外界所提供的向心力.,考點(diǎn)闡釋,考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,1.(多選)“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù),演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運(yùn)動(dòng)而不掉下來.如右圖所示,已知桶壁的傾角為θ,車和人的總質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,若使演員騎車做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不受桶壁的摩擦力,下列說法正確的是( ),題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,AC,,考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,2.如圖所示,在光滑的水平面上有兩個(gè)質(zhì)量相同的A球和B球,A、B之間以及B球與固定點(diǎn)O之間分別用兩段輕繩相連,二者以相同的角速度繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如果OB=2AB,則繩OB與繩BA的張力大小之比為 ( ) A.2∶1 B.2∶3 C.5∶3 D.5∶2,設(shè)AB、OB段拉力分別為F1、F2,AB、OB的長(zhǎng)度分別為r和2r,則A球運(yùn)動(dòng)的半徑為3r,二者以相同的角速度繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A球在水平方向只受AB段拉力F1,對(duì)A,由牛頓第二定律得 F1=mω23r ① B球在水平方向受OB段指向圓心的拉力為F2,受BA段背離圓心的拉力為F1,對(duì)B,由牛頓第二定律得 F2-F1=mω22r ② 由①②式得F2∶F1=5∶3. 因此本題正確選項(xiàng)為C.,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,C,考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,動(dòng)力學(xué)解題步驟一般為 (1)確定研究對(duì)象,確定軌道平面和圓心位置,從而確定向心力的方向. (2)選定向心力方向?yàn)檎较颍?(3)受力分析(不要把向心力作為某一性質(zhì)的力進(jìn)行分析). (4)由牛頓第二定律列方程. (5)求解并說明結(jié)果的物理意義.,規(guī)律總結(jié),考點(diǎn)二 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析,臨界問題廣泛地存在于中學(xué)物理中,解答臨界問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷臨界狀態(tài),再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解,其解題步驟為: 1.判斷臨界狀態(tài):有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程存在著臨界點(diǎn);若題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語,表明題述的過程存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài);若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過程存在著極值,這個(gè)極值點(diǎn)也往往是臨界狀態(tài). 2.確定臨界條件:判斷題述的過程存在臨界狀態(tài)之后,要通過分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件,并以數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來.,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,考點(diǎn)闡釋,3.選擇物理規(guī)律:當(dāng)確定了物體運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和臨界條件后,對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)過程或現(xiàn)象,要分別選擇相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律,然后再列方程求解.,考點(diǎn)闡釋,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,C,小物塊恰好滑動(dòng)時(shí),應(yīng)在A點(diǎn),對(duì)滑塊受力分析.由牛頓第二定律得μmgcos 30-mgsin 30=mω2r,解得ω=1.0 rad/s,C正確.,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,題組二 水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)問題 2.(2014高考新課標(biāo)全國Ⅰ卷)(多選)如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.下列說法正確的是 ( ),,題組設(shè)計(jì),解析,答案,圖片顯/隱,AC,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,,,題組設(shè)計(jì),解析,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,題組三 圓錐擺模型轉(zhuǎn)動(dòng)問題 3.如圖所示,半徑為R的半球形陶罐,固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對(duì)稱軸OO′重合.轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過一段時(shí)間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止,它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ為60,重力加速度大小為g.,,題組設(shè)計(jì),解析,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,(1)若ω=ω0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求ω0; (2)若ω=(1k)ω0,且0<k?1,求小物塊受到的摩擦力大小和方向.,(2)若ω=ω0(1-k)時(shí),物塊有向下滑的趨勢(shì),摩擦力沿罐壁切線向上,受力如圖乙所示. y方向,受力平衡,有 FNcos 60+Ff1cos 30=mg④,題組設(shè)計(jì),解析,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,x方向,根據(jù)牛頓第二定律有 FNsin 60-Ff1sin 30 =m[(1-k)ω0]2Rsin 60 ⑤ y方向,受力平衡,有 FN′cos 60=Ff2sin 60+mg ⑥,題組設(shè)計(jì),解析,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,,題組設(shè)計(jì),解析,答案,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,規(guī)律總結(jié),分析圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本思路,考點(diǎn)三 圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題,,,,圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析是本節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn),也是高考的熱點(diǎn),以下兩點(diǎn)是做好兩類分析的關(guān)鍵: 1.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析:,■名師微點(diǎn)撥…………………………………………,,,,2.動(dòng)力學(xué)分析: (1)審清題意,確定研究對(duì)象;明確物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是至關(guān)重要的一環(huán). (2)分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來源; (3)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程.,豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“輕繩、輕桿” 【模型概述】 在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類.一是無支撐(如球與繩連接,沿內(nèi)軌道的“過山車”等),稱為“輕繩模型”;二是有支撐(如球與桿連接,小球在彎管內(nèi)運(yùn)動(dòng)等),稱為“輕桿模型”. 【模型條件】 (1)物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng). (2)“輕繩模型”在軌道最高點(diǎn)無支撐,“輕桿模型”在軌道最高點(diǎn)有支撐.,思維建模,【模型特點(diǎn)】 該類問題常有臨界問題,并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語,現(xiàn)對(duì)兩種模型分析比較如下:,思維建模,,思維建模,【典例】 (2015東城區(qū)模擬)(多選)長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于小球在最高點(diǎn)的速度v,下列說法中正確的是 ( ),思想方法,解析,答案,,ABD,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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