(浙江選考)2020版高考物理一輪復習第4章曲線運動萬有引力與航天第2講圓周運動課件

第2講圓周運動第2講圓周運動知識排查勻速圓周運動1.定義：做圓周運動的物體，假設在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長______，就是勻速圓周運動。2.特點：加速度大小______，方向始終指向______，是變加速運動。3.條件：合外力大小______、方向始終與______方向垂直且指向圓心。相等不變圓心不變速度知識排查勻速圓周運動1.定義：做圓周運動的物體，假設在相等的角速度、線速度、向心加速度角速度、線速度、向心加速度1.作用效果：向心力產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的_____，不改變速度的_____。勻速圓周運動的向心力mω2r3.方向：始終沿半徑指向______方向，時刻在改變，即向心力是一個變力。4.來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的______提供，還可以由一個力的______提供。方向大小圓心合力分力1.作用效果：向心力產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的_____，1.定義：做____________的物體，在所受合外力突然消失或缺乏以提供圓周運動所需_______的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。離心現(xiàn)象圓周運動向心力1.定義：做____________的物體，在所受合外力突然1.豎直面內(nèi)的圓周運動 (1)汽車過弧形橋 特點：重力和橋面支持力的______提供向心力。 (2)水流星、繩球模型、內(nèi)軌道 (3)輕桿模型、管軌道2.火車轉(zhuǎn)彎 特點：重力與支持力的______提供向心力。(火車按設計速度轉(zhuǎn)彎，否那么將擠壓內(nèi)軌或外軌)生活中的圓周運動合力合力1.豎直面內(nèi)的圓周運動生活中的圓周運動合力合力小題速練1.思考判斷 (1)做勻速圓周運動的物體所受合外力是保持不變的() (2)做勻速圓周運動的物體向心加速度與半徑成反比() (3)隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物體受重力、支持力和向心力的作用() (4)做圓周運動的物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動() (5)摩托車轉(zhuǎn)彎時，如果超速會發(fā)生滑動，這是因為摩托車受到離心力作用() (6)火車轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的平安速率，內(nèi)軌會受到壓力() (7)在絕對光滑的水平面上汽車可以轉(zhuǎn)彎() 答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×小題速練1.思考判斷圖1A.A點與C點的角速度大小相等B.B點與C點的線速度大小相等C.B點與C點的角速度大小之比為2∶1D.B點與C點的向心加速度大小之比為1∶4圖1答案D答案D3.[人教版必修2·P25·T2拓展]如圖2所示，兩個圓錐內(nèi)壁光滑，豎直放置在同一水平面上，圓錐母線與豎直方向夾角分別為30°和60°，有A、B兩個質(zhì)量一樣的小球在兩圓錐內(nèi)壁等高處做勻速圓周運動，以下說法正確的選項是()圖23.[人教版必修2·P25·T2拓展]如圖2所示，兩個圓錐內(nèi)答案

C答案C勻速圓周運動及描述的物理量1.對公式v＝ωr的理解

當r一定時，v與ω成正比；

當ω一定時，v與r成正比；

當v一定時，ω與r成反比。勻速圓周運動及描述的物理量1.對公式v＝ωr的理解3.兩種運動裝置的特點 (1)同軸傳動：如圖3甲、乙所示，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的物體，角速度一樣，ωA＝ωB，由v＝ωr知v與r成正比。圖33.兩種運動裝置的特點圖3(2)同帶傳動：如圖4甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。圖4(2)同帶傳動：如圖4甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時【典例1】(2021·4月浙江選考)A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動(如圖5)，在一樣時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4∶3，運動方向改變的角度之比是3∶2，那么它們()A.線速度大小之比為4∶3B.角速度大小之比為3∶4C.圓周運動的半徑之比為2∶1D.向心加速度大小之比為1∶2圖5【典例1】(2021·4月浙江選考)A、B兩艘快艇在湖面上答案A答案A1.自行車修理過程中，經(jīng)常要將自行車倒置，搖動腳踏板檢查是否修好，如圖6所示，大齒輪邊緣上的點a、小齒輪邊緣上的點b和后輪邊緣上的點c都可視為在做勻速圓周運動。那么線速度最大的點是()圖61.自行車修理過程中，經(jīng)常要將自行車倒置，搖動腳踏板檢查是否A.大齒輪邊緣上的點aB.小齒輪邊緣上的點bC.后輪邊緣上的點cD.a、b、c三點線速度大小一樣解析a點與b點線速度大小相等，即va＝vb，b與c點角速度相等，即ωb＝ωc，又v＝rω，rb＜rc，所以vc＞vb＝va，即后輪邊緣上的C點線速度最大，應選項C正確。答案CA.大齒輪邊緣上的點a2.如圖7所示為A、B兩物體做勻速圓周運動時向心加速度a隨半徑r變化的曲線，由圖線可知(

)A.A物體的線速度大小不變B.A物體的角速度不變C.B物體的線速度大小不變D.B物體的角速度與半徑成正比圖7答案A2.如圖7所示為A、B兩物體做勻速圓周運動時向心加速度a隨半3.如圖8所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比為RB∶RC＝3∶2，A輪的半徑大小與C輪一樣，它與B輪緊靠在一起，當A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時，由于摩擦作用，B輪也隨之無相對滑動地轉(zhuǎn)動起來。a、b、c分別為三輪邊緣的三個點，那么a、b、c三點在轉(zhuǎn)動過程中的()圖8A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶43.如圖8所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在答案D答案D1.向心力的來源 (1)向心力的方向沿半徑指向圓心。 (2)向心力來源：一個力或幾個力的合力或某個力的分力。2.向心力確實定 (1)確定圓周運動的軌道所在的平面，確定圓心的位置。 (2)分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力。3.區(qū)分勻速圓周運動和非勻速圓周運動的合外力不同 (1)勻速圓周運動中，物體所受合外力指向圓心，合外力提供向心力。 (2)非勻速圓周運動中，物體所受合外力不指向圓心。圓周運動的動力學問題1.向心力的來源圓周運動的動力學問題【典例1】表演“飛車走壁〞的演員騎著摩托車飛駛在光滑的圓臺形筒壁上，筒的軸線垂直于水平面，圓臺筒固定不動。現(xiàn)將圓臺筒簡化為如圖9所示，假設演員騎著摩托車，先后在A、B兩處緊貼著內(nèi)壁分別在圖中虛線所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，那么以下說法正確的選項是()A.A處的線速度大于B處的線速度B.A處的角速度大于B處的角速度C.A處對筒的壓力大于B處對筒的壓力D.A處的向心力大于B處的向心力圖9【典例1】表演“飛車走壁〞的演員騎著摩托車飛駛在光滑的圓臺答案A 答案A “一、二、三、四〞求解圓周運動問題“一、二、三、四〞求解圓周運動問題【典例2】如圖10甲為游樂園中“空中飛椅〞的游戲設施，它的根本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子的下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。假設將人和座椅看成一個質(zhì)點，那么可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動，設繩長l＝10m，質(zhì)點的質(zhì)量m＝60kg，轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d＝4.0m，轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角θ＝37°，不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時：【典例2】如圖10甲為游樂園中“空中飛椅〞的游戲設施，它的圖10(1)繩子拉力的大??；(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小。圖10(1)繩子拉力的大??；(2)根據(jù)牛頓第二定律有：mgtan37°＝mω2RR＝d＋lsin37°解析(1)如下圖，對質(zhì)點進展受力分析：Fcos37°－mg＝0(2)根據(jù)牛頓第二定律有：解析(1)如下圖，對質(zhì)點進展受力1.(2021·4月浙江選考)如圖11為某中國運發(fā)動在短道速滑比賽中勇奪金牌的精彩瞬間。假定此時他正沿圓弧形彎道勻速率滑行，那么他()A.所受的合力為零，做勻速運動B.所受的合力恒定，做勻加速運動C.所受的合力恒定，做變加速運動D.所受的合力變化，做變加速運動解析勻速圓周運動過程中，線速度大小不變，方向改變；向心加速度大小不變，方向始終指向圓心；向心力大小不變，方向始終指向圓心。故A、B、C錯誤，D正確。答案D圖111.(2021·4月浙江選考)如圖11為某中國運發(fā)動在短道速2.如圖12所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是2∶3，圓盤繞圓心做勻速圓周運動，兩物體相對圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運動的向心力之比是(

)A.1∶1 B.3∶2C.2∶3 D.9∶4解析a、b隨圓盤轉(zhuǎn)動，角速度一樣，由F＝mω2r可知，兩物體的向心力與運動半徑成正比，C正確。答案C圖122.如圖12所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的3.(2021·10月浙江選考)質(zhì)量為30kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5m。小孩的父親將秋千板從最低點拉起1.25m高度后由靜止釋放，小孩沿圓弧運動至最低點時，她對秋千板的壓力約為() A.0 B.200N C.600N D.1000N 解析小孩從1.25m高度向下擺動過程中，由機械能守恒定律知3.(2021·10月浙江選考)質(zhì)量為30kg的小孩坐在解得FN＝600N，由牛頓第三定律得小孩對秋千板的壓力FN′＝FN＝600N，選項C正確。答案C解得FN＝600N，4.如圖13所示，用一根細繩一端系一個小球，另一端固定，給小球不同的初速度，使小球在水平面內(nèi)做角速度不同的圓周運動，那么以下細繩拉力F、懸點到軌跡圓心高度h、向心加速度a、線速度v與角速度平方ω2的關系圖象正確的選項是()圖134.如圖13所示，用一根細繩一端系一個小球，另一端固定，給小答案

A答案A角度一水平面內(nèi)勻速圓周運動實例1.運動實例：圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機在水平面內(nèi)做勻速圓周運動等。2.問題特點： (1)運動軌跡是圓且在水平面內(nèi)。 (2)向心力的方向水平，豎直方向合力為零。3.解決方法： (1)對研究對象受力分析，確定向心力的來源。 (2)確定圓周運動的圓心和半徑。 (3)應用相關規(guī)律列方程求解。生活中的圓周運動角度一水平面內(nèi)勻速圓周運動實例1.運動實例：圓錐擺、火車轉(zhuǎn)【典例】(2021·11月浙江選考)一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時，以下判斷正確的選項是()A.汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4×104NC.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑D.汽車能平安轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2圖14【典例】(2021·11月浙江選考)一質(zhì)量為2.0×103答案D答案D1.質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖15所示，其做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，那么此時空氣對飛機的作用力大小為()圖151.質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖15所示，答案

C答案C圖16圖16答案C答案C3.如圖17所示，“旋轉(zhuǎn)秋千〞中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過一樣長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，以下說法正確的選項是()A.A的速度比B的大B.A與B的向心加速度大小相等C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小圖173.如圖17所示，“旋轉(zhuǎn)秋千〞中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通答案D答案D1.運動特點 (1)豎直面內(nèi)的圓周運動一般是變速圓周運動。 (2)只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓周運動機械能守恒。 (3)豎直面內(nèi)的圓周運動問題，涉及知識面比較廣，既有臨界問題，又有能量守恒的問題，要注意物體運動到圓周的最高點的速度。 (4)一般情況下，豎直面內(nèi)的圓周運動問題只涉及最高點和最低點的兩種情形。角度二豎直平面內(nèi)的圓周運動1.運動特點角度二豎直平面內(nèi)的圓周運動2.常見模型物理情景最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道運動的“過山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運動等圖示受力特征除重力外，物體受到的彈力方向：向下或等于零除重力外，物體受到的彈力方向：向下、等于零或向上受力示意圖2.常見模型物理情景最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、(浙江選考)2020版高考物理一輪復習第4章曲線運動萬有引力與航天第2講圓周運動課件【典例】如圖18，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動。小球在最低點時對軌道的壓力大小為FN1，在最高點時對軌道的壓力大小為FN2。重力加速度大小為g，那么FN1－FN2的值為()圖18A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg【典例】如圖18，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小同時從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律得聯(lián)立以上三式可得FN1′－FN2′＝6mg，由牛頓第三定律：FN1－FN2＝6mg，應選項D正確。答案D同時從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律得聯(lián)立以上三式可得F分析豎直平面內(nèi)圓周運動臨界問題的思路分析豎直平面內(nèi)圓周運動臨界問題的思路1.如圖19所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道。質(zhì)量為m的游客隨過山車一起運動，當游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點時(

)圖191.如圖19所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌答案B答案B2.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖20所示，那么以下說法正確的選項是()圖202.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在答案A答案A3.男子體操運發(fā)動做“雙臂大回環(huán)〞，用雙手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運動。如圖21所示，假設運發(fā)動的質(zhì)量為50kg，此過程中運發(fā)動到達最低點時手臂受的總拉力至少約為(忽略空氣阻力，g＝10m/s2)()圖21A.500N B.2000NC.2500N D.3000N3.男子體操運發(fā)動做“雙臂大回環(huán)〞，用雙手抓住單杠，伸展身體答案C答案C圓周運動中的臨界問題的分析與求解(不只是豎直平面內(nèi)的圓周運動中存在臨界問題，其他許多問題中也有臨界問題)，一般都是先假設出某量到達最大或最小的臨界情況，進而列方程求解。圓周運動中的臨界問題圓周運動中的臨界問題的分析與求解(不只是豎直平面內(nèi)的圓周運動【典例】如圖22所示，質(zhì)量為m的木塊，用一輕繩拴著，置于很大的水平轉(zhuǎn)盤上，細繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的細管，與質(zhì)量也為m的小球相連，木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的μ倍(μ＝0.2)，當轉(zhuǎn)盤以角速度ω＝4rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止，木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是多少？(g取10m/s2)。圖22【典例】如圖22所示，質(zhì)量為m的木塊，用一輕繩拴著，置于很解析由于轉(zhuǎn)盤以角速度ω＝4rad/s勻速轉(zhuǎn)動，因此木塊做勻速圓周運動所需的向心力為F＝mrω2。當木塊做勻速圓周運動的半徑取最小值時，其所受最大靜摩擦力與拉力方向相反，那么有mg－μmg＝mrminω2，解得rmin＝0.5m；當木塊做勻速圓周運動的半徑取最大值時，其所受最大靜摩擦力與拉力方向一樣，那么有mg＋μmg＝mrmaxω2，解得rmax＝0.75m。因此，要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止，木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是0.5m≤r≤0.75m。答案0.5m≤r≤0.75m解析由于轉(zhuǎn)盤以角速度ω＝4rad/s勻速轉(zhuǎn)動，因此木塊做1.如圖23所示，甲、乙、丙三個物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平粗糙圓臺上，甲的質(zhì)量為2m，乙、丙的質(zhì)量均為m，甲、乙離軸為R，丙離軸為2R，那么當圓臺旋轉(zhuǎn)時(設甲、乙、丙始終與圓臺保持相對靜止)()圖23A.甲物體的線速度比丙物體的線速度大B.乙物體的角速度比丙物體的角速度小C.甲物體的向心加速度比乙物體的向心加速度大D.乙物體受到的向心力比丙物體受到的向心力小1.如圖23所示，甲、乙、丙三個物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平粗糙圓解析甲、乙、丙轉(zhuǎn)動的角速度大小相等，根據(jù)v＝ωr，且甲的半徑小于丙的半徑可知，甲物體的線速度比丙物體的線速度小，故A、B錯誤；根據(jù)向心加速度a＝rω2，且甲、乙半徑相等可知，甲物體的向心加速度和乙物體的向心加速度相等，故C錯誤；根據(jù)F＝mrω2知，甲、乙、丙的質(zhì)量之比為2∶1∶1，轉(zhuǎn)動的半徑之比為1∶1∶2，那么向心力大小之比為2∶1∶2，所以乙物體受到的向心力比丙物體受到的向心力小，故D正確。答案D解析甲、乙、丙轉(zhuǎn)動的角速度大小相等，根據(jù)v＝ωr，且甲的半2.如圖24所示，小球緊貼在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)壁做圓周運動，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，那么以下說法正確的選項是()圖242.如圖24所示，小球緊貼在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)壁做圓周解析小球沿管道上升到最高點的速度可以為零，故A、B均錯誤；小球在水平線ab以下的管道中運動時，由外側(cè)管壁對小球的作用力FN與小球重力在背離圓心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即FN－Fmg＝ma，因此，外側(cè)管壁一定對小球有作用力，而內(nèi)側(cè)管壁無作用力，C正確；小球在水平線ab以上的管道中運動時，小球受管壁的作用力情況與小球速度大小有關，D錯誤。答案C解析小球沿管道上升到最高點的速度可以為零，故A、B均錯誤；第2講圓周運動第2講圓周運動知識排查勻速圓周運動1.定義：做圓周運動的物體，假設在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長______，就是勻速圓周運動。2.特點：加速度大小______，方向始終指向______，是變加速運動。3.條件：合外力大小______、方向始終與______方向垂直且指向圓心。相等不變圓心不變速度知識排查勻速圓周運動1.定義：做圓周運動的物體，假設在相等的角速度、線速度、向心加速度角速度、線速度、向心加速度1.作用效果：向心力產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的_____，不改變速度的_____。勻速圓周運動的向心力mω2r3.方向：始終沿半徑指向______方向，時刻在改變，即向心力是一個變力。4.來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的______提供，還可以由一個力的______提供。方向大小圓心合力分力1.作用效果：向心力產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的_____，1.定義：做____________的物體，在所受合外力突然消失或缺乏以提供圓周運動所需_______的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。離心現(xiàn)象圓周運動向心力1.定義：做____________的物體，在所受合外力突然1.豎直面內(nèi)的圓周運動 (1)汽車過弧形橋 特點：重力和橋面支持力的______提供向心力。 (2)水流星、繩球模型、內(nèi)軌道 (3)輕桿模型、管軌道2.火車轉(zhuǎn)彎 特點：重力與支持力的______提供向心力。(火車按設計速度轉(zhuǎn)彎，否那么將擠壓內(nèi)軌或外軌)生活中的圓周運動合力合力1.豎直面內(nèi)的圓周運動生活中的圓周運動合力合力小題速練1.思考判斷 (1)做勻速圓周運動的物體所受合外力是保持不變的() (2)做勻速圓周運動的物體向心加速度與半徑成反比() (3)隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物體受重力、支持力和向心力的作用() (4)做圓周運動的物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動() (5)摩托車轉(zhuǎn)彎時，如果超速會發(fā)生滑動，這是因為摩托車受到離心力作用() (6)火車轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的平安速率，內(nèi)軌會受到壓力() (7)在絕對光滑的水平面上汽車可以轉(zhuǎn)彎() 答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×小題速練1.思考判斷圖1A.A點與C點的角速度大小相等B.B點與C點的線速度大小相等C.B點與C點的角速度大小之比為2∶1D.B點與C點的向心加速度大小之比為1∶4圖1答案D答案D3.[人教版必修2·P25·T2拓展]如圖2所示，兩個圓錐內(nèi)壁光滑，豎直放置在同一水平面上，圓錐母線與豎直方向夾角分別為30°和60°，有A、B兩個質(zhì)量一樣的小球在兩圓錐內(nèi)壁等高處做勻速圓周運動，以下說法正確的選項是()圖23.[人教版必修2·P25·T2拓展]如圖2所示，兩個圓錐內(nèi)答案

C答案C勻速圓周運動及描述的物理量1.對公式v＝ωr的理解

當r一定時，v與ω成正比；

當ω一定時，v與r成正比；

當v一定時，ω與r成反比。勻速圓周運動及描述的物理量1.對公式v＝ωr的理解3.兩種運動裝置的特點 (1)同軸傳動：如圖3甲、乙所示，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的物體，角速度一樣，ωA＝ωB，由v＝ωr知v與r成正比。圖33.兩種運動裝置的特點圖3(2)同帶傳動：如圖4甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。圖4(2)同帶傳動：如圖4甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時【典例1】(2021·4月浙江選考)A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動(如圖5)，在一樣時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4∶3，運動方向改變的角度之比是3∶2，那么它們()A.線速度大小之比為4∶3B.角速度大小之比為3∶4C.圓周運動的半徑之比為2∶1D.向心加速度大小之比為1∶2圖5【典例1】(2021·4月浙江選考)A、B兩艘快艇在湖面上答案A答案A1.自行車修理過程中，經(jīng)常要將自行車倒置，搖動腳踏板檢查是否修好，如圖6所示，大齒輪邊緣上的點a、小齒輪邊緣上的點b和后輪邊緣上的點c都可視為在做勻速圓周運動。那么線速度最大的點是()圖61.自行車修理過程中，經(jīng)常要將自行車倒置，搖動腳踏板檢查是否A.大齒輪邊緣上的點aB.小齒輪邊緣上的點bC.后輪邊緣上的點cD.a、b、c三點線速度大小一樣解析a點與b點線速度大小相等，即va＝vb，b與c點角速度相等，即ωb＝ωc，又v＝rω，rb＜rc，所以vc＞vb＝va，即后輪邊緣上的C點線速度最大，應選項C正確。答案CA.大齒輪邊緣上的點a2.如圖7所示為A、B兩物體做勻速圓周運動時向心加速度a隨半徑r變化的曲線，由圖線可知(

)A.A物體的線速度大小不變B.A物體的角速度不變C.B物體的線速度大小不變D.B物體的角速度與半徑成正比圖7答案A2.如圖7所示為A、B兩物體做勻速圓周運動時向心加速度a隨半3.如圖8所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比為RB∶RC＝3∶2，A輪的半徑大小與C輪一樣，它與B輪緊靠在一起，當A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時，由于摩擦作用，B輪也隨之無相對滑動地轉(zhuǎn)動起來。a、b、c分別為三輪邊緣的三個點，那么a、b、c三點在轉(zhuǎn)動過程中的()圖8A.線速度大小之比為3∶2∶2B.角速度之比為3∶3∶2C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2D.向心加速度大小之比為9∶6∶43.如圖8所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在答案D答案D1.向心力的來源 (1)向心力的方向沿半徑指向圓心。 (2)向心力來源：一個力或幾個力的合力或某個力的分力。2.向心力確實定 (1)確定圓周運動的軌道所在的平面，確定圓心的位置。 (2)分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力。3.區(qū)分勻速圓周運動和非勻速圓周運動的合外力不同 (1)勻速圓周運動中，物體所受合外力指向圓心，合外力提供向心力。 (2)非勻速圓周運動中，物體所受合外力不指向圓心。圓周運動的動力學問題1.向心力的來源圓周運動的動力學問題【典例1】表演“飛車走壁〞的演員騎著摩托車飛駛在光滑的圓臺形筒壁上，筒的軸線垂直于水平面，圓臺筒固定不動?，F(xiàn)將圓臺筒簡化為如圖9所示，假設演員騎著摩托車，先后在A、B兩處緊貼著內(nèi)壁分別在圖中虛線所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，那么以下說法正確的選項是()A.A處的線速度大于B處的線速度B.A處的角速度大于B處的角速度C.A處對筒的壓力大于B處對筒的壓力D.A處的向心力大于B處的向心力圖9【典例1】表演“飛車走壁〞的演員騎著摩托車飛駛在光滑的圓臺答案A 答案A “一、二、三、四〞求解圓周運動問題“一、二、三、四〞求解圓周運動問題【典例2】如圖10甲為游樂園中“空中飛椅〞的游戲設施，它的根本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子的下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。假設將人和座椅看成一個質(zhì)點，那么可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動，設繩長l＝10m，質(zhì)點的質(zhì)量m＝60kg，轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d＝4.0m，轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角θ＝37°，不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時：【典例2】如圖10甲為游樂園中“空中飛椅〞的游戲設施，它的圖10(1)繩子拉力的大??；(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小。圖10(1)繩子拉力的大?。?2)根據(jù)牛頓第二定律有：mgtan37°＝mω2RR＝d＋lsin37°解析(1)如下圖，對質(zhì)點進展受力分析：Fcos37°－mg＝0(2)根據(jù)牛頓第二定律有：解析(1)如下圖，對質(zhì)點進展受力1.(2021·4月浙江選考)如圖11為某中國運發(fā)動在短道速滑比賽中勇奪金牌的精彩瞬間。假定此時他正沿圓弧形彎道勻速率滑行，那么他()A.所受的合力為零，做勻速運動B.所受的合力恒定，做勻加速運動C.所受的合力恒定，做變加速運動D.所受的合力變化，做變加速運動解析勻速圓周運動過程中，線速度大小不變，方向改變；向心加速度大小不變，方向始終指向圓心；向心力大小不變，方向始終指向圓心。故A、B、C錯誤，D正確。答案D圖111.(2021·4月浙江選考)如圖11為某中國運發(fā)動在短道速2.如圖12所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是2∶3，圓盤繞圓心做勻速圓周運動，兩物體相對圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運動的向心力之比是(

)A.1∶1 B.3∶2C.2∶3 D.9∶4解析a、b隨圓盤轉(zhuǎn)動，角速度一樣，由F＝mω2r可知，兩物體的向心力與運動半徑成正比，C正確。答案C圖122.如圖12所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的3.(2021·10月浙江選考)質(zhì)量為30kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5m。小孩的父親將秋千板從最低點拉起1.25m高度后由靜止釋放，小孩沿圓弧運動至最低點時，她對秋千板的壓力約為() A.0 B.200N C.600N D.1000N 解析小孩從1.25m高度向下擺動過程中，由機械能守恒定律知3.(2021·10月浙江選考)質(zhì)量為30kg的小孩坐在解得FN＝600N，由牛頓第三定律得小孩對秋千板的壓力FN′＝FN＝600N，選項C正確。答案C解得FN＝600N，4.如圖13所示，用一根細繩一端系一個小球，另一端固定，給小球不同的初速度，使小球在水平面內(nèi)做角速度不同的圓周運動，那么以下細繩拉力F、懸點到軌跡圓心高度h、向心加速度a、線速度v與角速度平方ω2的關系圖象正確的選項是()圖134.如圖13所示，用一根細繩一端系一個小球，另一端固定，給小答案

A答案A角度一水平面內(nèi)勻速圓周運動實例1.運動實例：圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機在水平面內(nèi)做勻速圓周運動等。2.問題特點： (1)運動軌跡是圓且在水平面內(nèi)。 (2)向心力的方向水平，豎直方向合力為零。3.解決方法： (1)對研究對象受力分析，確定向心力的來源。 (2)確定圓周運動的圓心和半徑。 (3)應用相關規(guī)律列方程求解。生活中的圓周運動角度一水平面內(nèi)勻速圓周運動實例1.運動實例：圓錐擺、火車轉(zhuǎn)【典例】(2021·11月浙江選考)一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時，以下判斷正確的選項是()A.汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4×104NC.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑D.汽車能平安轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2圖14【典例】(2021·11月浙江選考)一質(zhì)量為2.0×103答案D答案D1.質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖15所示，其做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，那么此時空氣對飛機的作用力大小為()圖151.質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋，如圖15所示，答案

C答案C圖16圖16答案C答案C3.如圖17所示，“旋轉(zhuǎn)秋千〞中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過一樣長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，以下說法正確的選項是()A.A的速度比B的大B.A與B的向心加速度大小相等C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小圖173.如圖17所示，“旋轉(zhuǎn)秋千〞中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通答案D答案D1.運動特點 (1)豎直面內(nèi)的圓周運動一般是變速圓周運動。 (2)只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓周運動機械能守恒。 (3)豎直面內(nèi)的圓周運動問題，涉及知識面比較廣，既有臨界問題，又有能量守恒的問題，要注意物體運動到圓周的最高點的速度。 (4)一般情況下，豎直面內(nèi)的圓周運動問題只涉及最高點和最低點的兩種情形。角度二豎直平面內(nèi)的圓周運動1.運動特點角度二豎直平面內(nèi)的圓周運動2.常見模型物理情景最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道運動的“過山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運動等圖示受力特征除重力外，物體受到的彈力方向：向下或等于零除重力外，物體受到的彈力方向：向下、等于零或向上受力示意圖2.常見模型物理情景最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、(浙江選考)2020版高考物理一輪復習第4章曲線運動萬有引力與航天第2講圓周運動課件【典例】如圖18，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動。小球在最低點時對軌道的壓力大小為FN1，在最高點時對軌道的壓力大小為FN2。重力加速度大小為g，那么FN1－FN2的值為()圖18A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg【典例】如圖18，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小同時從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律得聯(lián)立以上三式可得FN1′－FN2′＝6mg，由牛頓第三定律：FN1－FN2＝6mg，應選項D正確。答案D同時從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律得聯(lián)立以上三式可得F分析豎直平面內(nèi)圓周運動臨界問題的思路分析豎直平面內(nèi)圓周運動臨界問題的思路1.如圖19所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道。質(zhì)量為m的游客隨過山車一起運動，當游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點時(

)圖191.如圖19所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌答案B答案B2.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖20所示，那么以下說法正確的選項是()圖202.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在答案A答案A3.男子體操運發(fā)動做“雙臂大回環(huán)〞，用雙