(新課標)2013年高考物理押題突破專題九圓周運動教案.pdf

才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 新課標新課標 20132013 年高考押題突破年高考押題突破 圓周運動圓周運動 一 重要地位一 重要地位 二 突破策略二 突破策略 例例 1 1 如圖 3 1 所示 兩根輕繩同系一個質量 m 0 1kg 的小球 兩繩的另一端分別固定在軸 上的 A B 兩處 上面繩 AC 長 L 2m 當兩繩都拉直時 與軸的夾角分別為 30 和 45 求 當小球隨軸一起在水平面內做勻速圓周運動角速度為 4rad s 時 上下兩輕繩拉力各為多 少 審題審題 兩繩張緊時 小球受的力由 0 逐漸增大時 可能出現(xiàn)兩個臨界值 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 總結總結 當物體做勻速圓周運動時 所受合外力一定指向圓心 在圓周的切線方向上和垂直 圓周平面的方向上的合外力必然為零 2 同軸裝置與皮帶傳動裝置 在考查皮帶轉動現(xiàn)象的問題中 要注意以下兩點 a 同一轉動軸上的各點角速度相等 b 和同一皮帶接觸的各點線速度大小相等 這兩點往往是我們解 決皮帶傳動的基本方法 例例 2 2 如圖 3 2 所示為一皮帶傳動裝置 右輪的半徑為 r a 是它邊緣上 的一點 左側是一輪軸 大輪半徑為 4r 小輪半徑為 2r b 點在小輪上 到小輪中心距離為 r c 點和 d 點分別位于小輪和大輪的邊緣上 若在 圖 3 2 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 圖 3 3 傳動過程中 皮帶不打滑 則 A a 點與 b 點線速度大小相等 B a 點與 c 點角速度大小相等 C a 點與 d 點向心加速度大小相等 D a b c d 四點 加速度最小的是 b 點 總結總結 該題除了同軸角速度相等和同皮帶線速度大小相等的關系外 在皮帶傳動裝置 中 從動輪的轉動是靜摩擦力作用的結果 從動輪受到的摩擦力帶動輪子轉動 故輪子受到 的摩擦力方向沿從動輪的切線與輪的轉動方向相同 主動輪靠摩擦力帶動皮帶 故主動輪所 受摩擦力方向沿輪的切線與輪的轉動方向相反 是不是所有 的題目都要是例 1 這種類型的呢 當然不 是 當輪與輪之間不是依靠皮帶相連轉動 而是依靠摩擦力的作用或者是齒輪的嚙合 如圖 3 3 所示 同樣符合例 1 的條件 3 向心力的來源 a 向心力是根據(jù)力的效果命名的 在分析做圓周運動的質點受力情況時 切記在物體的作 用力 重力 彈力 摩擦力等 以外不要再添加一個向心力 b 對于勻速圓周運動的問題 一般可按如下步驟進行分析 確定做勻速圓周運動的物體作為研究對象 明確運動情況 包括搞清運動速率 v 軌跡半徑 R 及軌跡圓心 O 的位置等 只有明確了上 述幾點后 才能知道運動物體在運動過程中所需的向心力大小 mv 2 R 和向心力方向 指 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 向圓心 分析受力情況 對物體實際受力情況做出正確的分析 畫出受力圖 確定指向圓心的合外 力 F 即提供向心力 選用公式 F m R v2 mR 2 mR 2 2 T 解得結果 解析解析 物體 A 做勻速圓周運動 向心力 RmFn 2 而摩擦力與重力平衡 則有 mgFn 即 mg Fn 來 由以上兩式可得 mg Rm 2 即碗勻速轉動的角速度為 R g 總結總結 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 1 若 m 在最高點時突然與電機脫離 它將如何運動 2 當角速度 為何值時 鐵塊在最高點與電機恰無作用力 3 本題也可認為是一電動打夯機的原理示意圖 若電機的質量為 M 則 多大時 電機 可以 跳 起來 此情況下 對地面的最大壓力是多少 解 1 做初速度沿圓周切線方向 只受重力的平拋運動 2 電機對鐵塊無作用力時 重力提供鐵塊的向心力 則 mg m 1 2r 即 1 r g 解析解析 小球做平拋運動 在豎直方向上 h 2 1 gt 2 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 則運動時間 t g h2 又因為水平位移為 R 所以球的速度 v t R R h g 2 在時間 t 內 盤轉過的角度 n 2 又因為 t 則轉盤角速度 t n 2 2n h2 g n 1 2 3 總結總結 由于圓周運動每個周期會重復經(jīng)過同一個位置 故具有重復性 在做這類題目 時 應該考慮圓周運動的周期性 5 豎直平面內圓周運動的臨界問題 圓周運動的臨界問題 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 例例 7 7 半徑為 R 的光滑半圓球固定在水平面上 如圖 3 11 所示 頂部有 一小物體甲 今給它一個水平初速度gRv 0 則物體甲將 A 沿球面下滑至 M 點 B 先沿球面下滑至某點 N 然后便離開球面作斜下拋運動 C 按半徑大于 R 的新的圓弧軌道作圓周運動 D 立即離開半圓球作平拋運動 圖 3 11 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 當 v 0 v 時 外軌受到側向擠壓的力 這時向心力增大 外軌提供一部分力 當 v 0 v 時 內軌受到側向擠壓的力 這時向心力減少 內軌抵消一部分力 還有一些實例和這一模型相同 如自行車轉彎 高速公路上汽車轉彎等等 b 汽車過拱橋 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 汽車具有豎直向下的加速度 1 F mg 對橋的壓力小于重力 這也是為什么橋一般做 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 成拱形的原因 3 雜技節(jié)目 水流星 表演時 用一根繩子兩端各拴一個盛水的杯子 演員掄起杯子在豎直面內 做圓周運動 在最高點杯口朝下 但水不會流下 如圖所示 這是為什么 分析 以杯中之水為研究對象進行受力分析 根據(jù)牛頓第二定律可知 F 向 m r v2 此時重力 G 與 FN的合力充當了向心力即 F向 G FN 故 G FN m r v2 圖 3 16 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 審題審題 當 v0 gR 時 水恰好不流出 要求水對桶底的壓力和判斷是否能通過最高 點 也要和這個速度 v 比較 v v0時 有壓力 v v0時 恰好無壓力 v v0時 不能到達 最高點 總結總結 當速度大于臨界速率時 重力已不足以提供向心力 所缺部分由桶底提供 因此桶 底對水產(chǎn)生向下的壓力 例 2 汽車質量 m 為 1 5 10 4 kg 以不變的速率先后駛過凹形路面和凸形路面 路面圓弧 半徑均為 15 m 如圖 3 17 所示 如果路面承受的最大壓力不得超過 2 10 5 N 汽車允許的 最大速率是多少 汽車以此速率駛過路面的最小壓力是多少 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 由上面分析知 汽車經(jīng)過凸形路面頂點時對路面壓力最小 設為 FN2 如圖 3 19 所示 由牛 頓第二定律有 mg FN2 R mv2 m 解得 FN2 1 10 5 N 總結總結 汽車過拱橋時 一定要按照實際情況受力分析 沿加速度方向列式 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 例例 9 9 一把雨傘邊緣的半徑為 r 且高出水平地面 h 當雨傘以角速度 旋轉時 雨滴自邊 緣甩出落在地面上成一個大圓周 這個大圓的半徑為 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 總結總結 在桿和管子的約束下做圓周運動時 可以有拉力和支持力 所以在最高點的速度可 以等于零 在圓軌道和繩子的約束下做圓周運動時 只能有拉力 所以在最高點的速度必須 大于 gR 才子城網(wǎng) 教學資源分享平臺 職稱論文發(fā)表交流服務平臺 9 實驗中常見的圓周運動 綜合題往往以圓周運動和其他物理知識為背景 這類題代表了理科綜合命題方向 要在 平日的做題中理解題目的原理 靈活的把握題目 為了避免在卡紙連續(xù)轉動的過程中出現(xiàn)打點重疊 在電火花計時器與盤面保持良好接觸的 同時 可以緩慢地將電火