《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第4章 第3講

曲線運動萬有引力與航天第四章第3講圓周運動欄目導航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧1一、描述圓周運動的物理量物理量定義、物理意義公式、單位線速度v(1)物體沿圓周通過的______與所用時間的比值(2)描述物體沿圓周運動的快慢(3)矢量，方向沿圓弧切線方向v＝______單位：____角速度ω(1)物體與圓心連線轉過的________與所用時間的比值(2)描述物體繞圓心轉動的快慢ω＝______單位：____弧長

m/s

角度

rad/s

一周

圈數(shù)

快慢

圓心

m/s2

2．(2017屆鹽城模擬)如圖所示，當用扳手擰螺母時，扳手上的P、Q兩點的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則(

)A．ωP＜ωQ，vP＜vQ

B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ

D．ωP＝ωQ，vP＞vQ【答案】B【解析】由于P、Q兩點屬于同軸轉動，因此P、Q兩點的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同時由圖可知Q點到螺母的距離比較大，由v＝ωr可知，Q點的線速度大，即vP＜vQ.二、勻速圓周運動與向心力1．勻速圓周運動(1)定義：質(zhì)點沿圓周運動，如果在任意相等的時間內(nèi)通過的____________相等，質(zhì)點的運動就是勻速圓周運動．(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______方向垂直并指向圓心．圓弧長度不變圓心不變速度方向大小mω2r

圓心合力分力夯基題組3．(2017年重慶模擬)如圖所示，長為L的細繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球．給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這樣就構成了一個圓錐擺，設細繩與豎直方向的夾角為θ.下列說法正確的是(

)A．小球受重力、繩的拉力和向心力作用B．小球做圓周運動的半徑為LC．θ越大，小球運動的速度越大D．θ越大，小球運動的周期越大【答案】C三、非勻速圓周運動1．定義：線速度的大小、________均發(fā)生變化的圓周運動．2．合力的作用：變速圓周運動的合力不指向圓心，合外力產(chǎn)生兩個方面的效果(1)合力沿速度方向的分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)t＝mat，它只改變速度的______．(2)合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度，F(xiàn)n＝man，它只改變速度的方向．3．特點：合外力、向心力、加速度、向心加速度、線速度的大小和方向均發(fā)生變化，周期、角速度發(fā)生變化．方向大小夯基題組4．(2017廣東六校聯(lián)考)如圖所示，汽車以某一速率通過半圓形拱橋頂點，下列關于汽車在該處受力的說法正確的是(

)A．汽車受重力、支持力、向心力B．汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力、向心力C．汽車的向心力就是重力D．汽車受的重力和支持力的合力充當向心力【答案】D【解析】向心力是按效果命名的力，汽車在拱橋頂，汽車受的重力和支持力的合力提供向心力，D正確，A、B、C錯誤．四、離心現(xiàn)象1．定義：做__________的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動____________的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，這種現(xiàn)象叫做離心現(xiàn)象．2．本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著________________飛出去的傾向．3．受力特點當F＝________時，物體做勻速圓周運動；當F＝0時，物體沿__________飛出；當F<________時，物體逐漸遠離圓心，F(xiàn)為實際提供的向心力，如圖所示．圓周運動所需向心力圓周切線方向mω2r

切線方向mω2r夯基題組5．(2017屆廣東模擬)甲、乙兩物體，甲放在廣州，乙放在北京，它們隨著地球一起繞地軸轉動，下列說法正確的是(

)A．它們的周期相等，甲的角速度較大B．乙的角速度較小，甲的線速度較大C．它們的角速度和線速度均相等D．它們的角速度相等，乙的線速度較小【答案】D【解析】甲、乙兩物體都在隨著地球一起做圓周運動，所以它們的周期相同，角速度也相同，A錯誤．甲、乙兩物體都在隨著地球一起做圓周運動，角速度相同，但甲在廣州，做圓周運動的半徑比乙的大，線速度比乙的大，所以B錯誤．由B的分析可知，角速度相同，但甲的線速度較大，所以C錯誤．由B、C的分析可知，D正確．6．(2017屆郴州模擬)科幻電影《星際穿越》中描述了空間站中模擬地球上重力的裝置．這個模型可以簡化為如圖所示的環(huán)形實驗裝置，外側壁相當于“地板”．讓環(huán)形實驗裝置繞O點旋轉，能使“地板”上可視為質(zhì)點的物體與在地球表面處有同樣的“重力”，則旋轉角速度應為(地球表面重力加速度為g，裝置的外半徑為R)(

)【答案】A考點各個擊破2考點1描述圓周運動的各物理量間的關系例1

(2017屆上海校級模擬)如圖所示的靠輪傳動裝置中右輪半徑為2r，a為它邊緣上的一點，b為輪上的一點，b距軸為r.左側為一輪軸，大輪的半徑為4r，d為它邊緣上的一點，小輪的半徑為r，c為它邊緣上的一點．若傳動中靠輪不打滑，則(

)A．b點與d點的線速度大小相等B．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等C．c點與b點的角速度大小相等D．a(chǎn)點與d點的向心加速度大小之比為1∶4練1

(2017屆南通模擬)圖示為錐形齒輪的傳動示意圖，大齒輪帶動小齒輪轉動，大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2，兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2，則(

)A．ω1＜ω2，v1＝v2B．ω1＞ω2，v1＝v2C．ω1＝ω2，v1＞v2D．ω1＝ω2，v1＜v2【答案】A易錯警示——忽視圓周運動的周期性此類問題的解決，關鍵是正確分析物體的運動過程，抓住等時性(即運動時間相等)和圓周運動的周期性的特點．考點2圓周運動中的多解問題例2

(2014年天津卷)半徑為R的水平圓盤繞過圓心O的豎直軸轉動，A為圓盤邊緣上一點，在O的正上方有一個可視為質(zhì)點的小球以初速度v水平拋出時，半徑OA方向恰好與v的方向相同，如圖所示．若小球與圓盤只碰一次，且落在A點，重力加速度為g，則小球拋出時距O的高度h＝__________，圓盤轉動的角速度大小ω＝___________.【答案】D圓周運動的周期性常會帶來多解性，處理多解性問題關鍵是找到兩個運動形式的等時性，由于涉及的兩個物體的運動是同時進行的，因此求解的基本思路是依據(jù)等時性建立等式求出待求量．1．圓周運動的一般分析方法和步驟：確定物體做圓周運動的軌道平面、圓心和半徑，對物體進行受力分析，采用正交分解法，確定向心力的來源．2．以做圓周運動的物體所在位置為坐標原點，建立沿半徑指向圓心方向(徑向方向)和垂直于半徑方向(切線方向)的坐標軸，將各力分解到這兩個方向上．徑向方向的力只改變速度的方向，切線方向的力只改變速度的大小，故徑向合外力提供向心力．對勻速圓周運動，F(xiàn)切＝0，F(xiàn)合＝F徑＝F向；對變速圓周運動，F(xiàn)切≠0，F(xiàn)徑＝F向≠F合．考點3水平面內(nèi)的圓周運動練3

(多選)(2017屆保山校級三模)中央電視臺《今日說法》欄目最近報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故．家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖撞進李先生家，造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認為正確的是(

)A．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做離心運動B．由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做向心運動C．公路在設計上可能內(nèi)(東)高外(西)低D．公路在設計上可能外(西)高內(nèi)(東)低【答案】AC【解析】汽車發(fā)生側翻是因為提供的力不夠做圓周運動所需的向心力，發(fā)生離心運動；故A正確，B錯誤；汽車在水平路面上拐彎時，靠靜摩擦力提供向心力，現(xiàn)在易發(fā)生側翻可能是路面設計不合理，公路的設計上可能內(nèi)側(東)高外側(西)低，重力沿斜面方向的分力背離圓心，導致合力不夠提供向心力而致．故C正確，D錯誤.

豎直平面內(nèi)的圓周運動，是典型的變速圓周運動．中學物理通常研究物體通過最高點和最低點的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)有關最高點的臨界問題．并伴有“最大”“最小”“恰好”等詞語.微講堂＋豎直平面內(nèi)做圓周運動的繩、桿模型練4

(2017屆普陀二模)如圖甲，輕桿一端與一小球相連，另一端連在光滑固定軸上．現(xiàn)使小球在豎