《2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂課件：2-4-3+圓周運(yùn)動的基本規(guī)律及應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂課件：2-4-3+圓周運(yùn)動的基本規(guī)律及應(yīng)用（41頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、圓周運(yùn)動的基本規(guī)律及應(yīng)用 祁東縣一中 匡賤吉 知 識 梳 理知識點(diǎn)一、勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度 1勻速圓周運(yùn)動 (1)定義：做圓周運(yùn)動的物體，若在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長 ，就是勻速圓周運(yùn)動。 (2)特點(diǎn)：加速度大小 ，方向始終指向 ，是變加速運(yùn)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 2描述圓周運(yùn)動的物理量描述圓周運(yùn)動的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：快慢轉(zhuǎn)動快慢 一周圈數(shù)方向快慢r2 方向大小m2r圓心合力分力 知識點(diǎn)三、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
2、供圓周運(yùn)動 的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動。 2本質(zhì)：做圓周運(yùn)動的物體，由于本身的慣性，總有沿著 飛出去的趨勢。圓周運(yùn)動所需向心力圓周切線方向 3受力特點(diǎn)當(dāng)F 時，物體做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)F0時，物體沿 飛出；當(dāng)F 時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力，如圖1所示。 mr2切線方向mr2圖1 思維深化判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 (1)做圓周運(yùn)動的物體，一定受到向心力的作用，所以分析做圓周運(yùn)動物體的受力，除了分析其受到的其他力，還必須指出它受到向心力的作用。() (2)一物體以4 m/s的線速度做勻速圓周運(yùn)動，周期為2 s，則速度變化率的大小為4 m/s 2。() (3)在絕對
3、光滑的水平路面上汽車可以轉(zhuǎn)彎。 () (4)火車轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的數(shù)值時，內(nèi)軌受到的壓力會增大。() (5)飛機(jī)在空中沿半徑為R的水平圓周盤旋時，飛機(jī)機(jī)翼一定處于傾斜狀態(tài)。()答案(1)(2)(3)(4)(5) 題 組 自 測題組一勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)分析 1(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動時，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)動是勻變速曲線運(yùn)動 C當(dāng)物體所受合力全部用來提供向心力時，物體做勻速圓周運(yùn)動 D向心加速度大小不變，方向時刻改變 解析勻速圓周運(yùn)動的速度的大小不變，方向時刻變化，A錯；它的加速度大小不變，但方向時刻改變，不是勻變速曲線運(yùn)動，B錯，D對；由勻速圓周運(yùn)動
4、的條件可知，C對。答案CD 2. (多選)(2014廣東韶關(guān)一模)如圖2所示，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面上P、O兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動，對于P、O兩物體的運(yùn)動，下列說法正確的是 () AP、O兩點(diǎn)的角速度大小相等 BP、O兩點(diǎn)的線速度大小相等 C同一物體在O點(diǎn)的向心加速度比在P點(diǎn)的向心加速度大 D放在P、O兩處的物體均只受重力和支持力兩個力作用圖2 解析同軸轉(zhuǎn)動的不同點(diǎn)角速度相等，A正確；P、O兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動的半徑不同，根據(jù)vr可知，兩點(diǎn)的線速度大小不同，B錯誤；根據(jù)a2r可知，同一物體在O點(diǎn)的向心加速度比在P點(diǎn)的向心加速度大，C正確；放在P、O兩處的物體均只受萬有引力和支持力兩個力
5、的作用，D錯誤。答案AC 題組二圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析 3.如圖3所示，洗衣機(jī)脫水筒在轉(zhuǎn)動時，衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來，則衣服 () A受到重力、彈力、靜摩擦力和離心力四個力的作用 B所需的向心力由重力提供 C所需的向心力由彈力提供 D轉(zhuǎn)速越快，彈力越大，摩擦力也越大圖3 解析衣服只受重力、彈力和靜摩擦力三個力作用，A錯；衣服做圓周運(yùn)動的向心力為它所受到的合力，由于重力與靜摩擦力平衡，故彈力提供向心力，即FNmr2，轉(zhuǎn)速越大，F(xiàn)N越大，C對，B、D錯。答案C 圖4 答案B 題組三離心現(xiàn)象 5.世界一級方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎賽賽道單圈長5.067 公里，共有23個彎道，如圖5所示，
6、賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是() A是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的 B是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時加速才 造成賽車沖出跑道的圖5 C是由于賽車行駛到彎道時，運(yùn)動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的 D由公式Fm2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道 6如圖6所示，某電視臺推出了一款娛樂闖關(guān)節(jié)目，選手最容易失敗落水的地方是第四關(guān)“瘋狂轉(zhuǎn)盤”和第五關(guān)“高空滑索”。根據(jù)所學(xué)物理知識，下列選項(xiàng)中表述正確的是() A選手進(jìn)入轉(zhuǎn)盤后，在轉(zhuǎn)盤中間比較安全 B選手進(jìn)入轉(zhuǎn)盤后，在轉(zhuǎn)盤邊緣比較安全 C質(zhì)量越大的選手，越不容易落水 D
7、選手從最后一個轉(zhuǎn)盤的邊緣起跳去抓滑索時，起跳方向應(yīng)正對懸索圖6 解析根據(jù)向心力Fn4m2n2r，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不變的情況下，半徑越大，需要的向心力越大，而質(zhì)量一定的選手最大靜摩擦力是確定的，所以在轉(zhuǎn)盤中間比較安全，A正確、B錯誤；選手質(zhì)量越大，最大靜摩擦力越大，需要的向心力也大，是否容易落水，和選手質(zhì)量無關(guān)，C錯誤；選手從轉(zhuǎn)盤的邊緣起跳時，有一個與轉(zhuǎn)盤邊緣線速度一樣的分速度，所以選手起跳方向不應(yīng)正對懸索，D錯誤。答案A 圖7 答案BD 常見的三種傳動方式及特點(diǎn) 1皮帶傳動：如圖8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vAvB。圖8 2摩擦傳動：如圖9所示，兩輪邊緣接觸，
8、接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vAvB。圖9 3同軸傳動：如圖10甲、乙所示，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的物體，角速度相同，AB，由vr知v與r成正比。 圖10 圖11 解析主動輪是逆時針轉(zhuǎn)動的，從動輪也是逆時針轉(zhuǎn)動的，故A錯；主動輪和從動輪邊緣的線速度大小相等，故B對；由v2Rn知主動輪與從動輪的轉(zhuǎn)速比等于兩輪的周長的反比，即轉(zhuǎn)速比等于齒數(shù)的反比，設(shè)從動輪的轉(zhuǎn)速為n，有nn1k，可得nnk，C對、D錯。答案BC 考點(diǎn)二圓周運(yùn)動中的動力學(xué)分析 1向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一
9、個向心力。 2向心力的確定 (1)確定圓周運(yùn)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。 【例2】 (2013江蘇卷，2)如圖12所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同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(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是() AA的速度比B的大 BA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12 答案D 1求解圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題做好“三分析”一是幾何關(guān)系的分析，目的是確定圓周運(yùn)動的圓心、半徑等；二是
10、運(yùn)動分析，目的是表示出物體做圓周運(yùn)動所需要的向心力公式(用運(yùn)動學(xué)量來表示)；三是受力分析，目的是利用力的合成與分解的知識，表示出物體做圓周運(yùn)動時外界所提供的向心力。 2圓周運(yùn)動問題的解題步驟 【變式訓(xùn)練】 2.如圖13所示，是某課外研究小組設(shè)計(jì)的可以用來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置。該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿上與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動軸上，小球可沿桿自由滑動并隨轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)動時，指針指在O處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為1時，指針指在A處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為2時，指針指在B處，設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度。則 1與2的比值為()圖13
11、 考點(diǎn)三勻速圓周運(yùn)動的實(shí)例分析 1運(yùn)動實(shí)例：汽車、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等。 2問題特點(diǎn) (1)運(yùn)動軌跡是圓且在水平面內(nèi)； (2)向心力的方向沿半徑指向圓心； (3)向心力來源：一個力或幾個力的合力或某個力的分力。 【例3】為確保行車安全， 在高速公路的不同路段都會豎有限速指示牌。若有一段直行連接彎道的路段，其彎道半徑R為60 m，彎道路面的傾斜角度為5，最大靜摩擦力為壓力的0.37倍。假定直行路段的限速為120 km/h，限速指示牌的可見視野為100 m，駕駛員的操作反應(yīng)時間為2 s，為保持平穩(wěn)減速，限定最大減速加速度為2.5 m/s2。已知tan 50.087，g10 m/
12、s2，試計(jì)算： (1)指示牌應(yīng)標(biāo)注的限速為多少？ (2)至少應(yīng)該在彎道前多少距離處設(shè)置限速指示牌。 (2)直行路段的限速v2120 km/h33.3 m/s v160 km/h16.7 m/s減速距離由vv2as求得：s166 m人反應(yīng)時間內(nèi)車通過的距離：lv2t66.6 m設(shè)置限速牌的距離：sl100 m132.6 m至少應(yīng)該在彎道前133 m的距離處設(shè)置限速指示牌。答案(1)60 km/h(2)133 m 【變式訓(xùn)練】 3(多選)鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)、外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)。還與火車在彎道上的行駛速度v有關(guān)。下列說法正確的是() A速率v一定時，r越小，要求h越大 B速率v一定時，r越大，要求h越大 C半徑r一定時，v越小，要求h越大 D半徑r一定時，v越大，要求h越大 答案AD
2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂課件：2-4-3+圓周運(yùn)動的基本規(guī)律及應(yīng)用
