圓周運動高3一輪復習

1、圓周運動高3一輪復習物體受到的合力與運動的關(guān)系如何？1、當物體受到的F合=0時，物體做勻速直線運動。2、當物體受到的F合與速度V在同一條直線上時，物體做變速直線運動3、當物體受到的F合與速度V不在同一直線上時，物體做曲線運動復習回顧：把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑.注意到這點區(qū)別之后，在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法進行處理了.r1r2處理一般曲線運動的方法分析向心力的來源1. 細線系小球在光滑水平面上做勻速圓周運動GFNF彈簧彈力提供向心力已知L0、K,0mkX=m 2(L0+X

2、)mgNF拉力F提供向心力提供物體做圓周運動的力物體做圓周運動所需的力物體作圓周運動的條件，由物體受力情況決定由物體的運動情況決定=“供需”平衡 物體做圓周運動牛頓第二定律F=ma的應用“供需”不平衡 物體做什么運動？物體作離心運動的條件：F提供向 F需向2、人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時萬有引力提供向心力分析向心力的來源3. 轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動，物體相對于轉(zhuǎn)盤靜止OGFNf靜摩擦力f提供向心力L0最大允許角速度Mmm2靜止=0 0求：最大角速度最小角速度m1m2N1N2mgMgf1f2mg+Mg=m2L m2g=m12rm2gfm=m1 max2rm2gfm=m1 min2rm1gNTm2gT

3、對m1: T=m12r 對m2: T=m2gf=0為臨界:m2g=m102r0時，f方向指向圓心：0時，f方向背離圓心：分析向心力的來源4. 在細線的牽引下小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動重力G和拉力T的合力提供向心力rOGF合F圖6課堂探究突破考點 第3課時變化點：座椅到中心軸的距離RrLsin 圖7 本課欄目開關(guān)答案AC 課堂探究突破考點 第3課時【例】如圖所示、有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球碗內(nèi)做勻速圓周運動，軌道平在水平面內(nèi)，已知小球與半球形碗的球心的連線跟豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為，求小球做勻速圓周運動的速度及碗壁對小球的彈力。NmgF合分析向心力的來源摩托車在桶壁的水平面上做勻

4、速圓周運動重力G和支持力的合力提供向心力分析向心力的來源物塊在圓柱體內(nèi)壁做勻速圓周運動支持力FN提供向心力GFfFN勻速圓周運動的實例分析“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動而不掉下來如圖所示，已知桶壁的傾角為，車和人的總質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為r.若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力，下列說法正確的是()汽車拐彎時受力分析 汽車受到的力有：F摩F牽向心力由沿轉(zhuǎn)彎半徑指向里面的靜摩擦力提供 由誰來提供向心力 摩擦力f、牽引力F牽支持力N、重力G、圓心方向 在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面

5、低一些汽車的運動可看做是做半徑為R的圓周運動設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L.已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應等于()答案：B不能建立勻速圓周運動的模型質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋(如圖所示)，其做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則此時空氣對飛機的作用力大小為()答案：C糾錯心得：_勻速圓周運動的實例分析火車轉(zhuǎn)彎設(shè)火車車軌間距為L，兩軌高度差為h，火車轉(zhuǎn)彎半徑為R，火車質(zhì)量為M，如圖所示(2)由于鐵軌建成后h、L、R各量是確定的，故火車轉(zhuǎn)彎時的車速應是一個定值，否則將對鐵軌有側(cè)向壓力，

6、產(chǎn)生不利影響，如：向心力的來源及確定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個向心力.2.向心力的確定(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. 在水平冰面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動，O點為圓心. 能正確的表示雪橇受到的牽引力F及摩擦力Ff的圖是 （ ）分析向心力的來源C注： 向心力是一個效果力，可以是一個力，也可能是幾個力的合力可以是某個力的分力。 溫馨提醒：解決向心力的問題的關(guān)鍵是通過受力分析 找

7、出向心力的來源。(沿半徑指向圓心的合力) 兩繩均長、注意臨界問題mT1mgF合mgtan=m 02LsinT2T1mgXYT1sin+T2sin=m 2Lsin臨界：T1cos=T2cos+mg0：/已知：圓錐擺，擺長L，擺線與豎直，擺球角速度。mgTF合mgtan =m 2Lsin或正交分解：Tcos=mgTsin=m2Lsincos=g2L如何？下面的繩出現(xiàn)拉力： 如圖所示，兩繩系一個質(zhì)量為m0.1 kg的小球，兩繩的另一端分別固定于軸的A、B兩處，上面繩長L2 m，兩繩都拉直時與軸夾角分別為30和45，問球的角速度在什么范圍內(nèi)，兩繩始終張緊？(g取10 m/s2)mL斜面0NfmgXYf

8、sin-Ncos=m 2Lsinfcos+Nsin=mgTsin-Ncos=m 2LsinTcos+Nsin=m g勻速圓周運動GNF變速圓周運動合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFtF合v分析向心力的來源5. 小球從A點靜止釋放,試分析小球在ABC各點的向心力來源LOABC拉力F和重力G沿半徑方向的合力提供向心力（2012山西高三月考)蕩秋千是兒童喜愛的運動，當秋千蕩到最高點時小孩的加速度方向可能是()A1方向B2方向C3方向 D4方向答案：B單擺模型【例1】小球質(zhì)量為m,用一長為L且不可伸長的輕繩懸于0點。小球可看作質(zhì)點。現(xiàn)將小球自與豎直成角的A位置由靜止釋放，試求小球在最低點

9、的速度，以及此時繩的拉力。LmgFV解:小球下擺過程中,由動能定理有:故小球在最低點的速度為:球在最低點由牛頓第二定律有:此時繩的拉力單擺模型【例2】帶+q的小球質(zhì)量為m,用一長為L且不可伸長的輕繩懸于0點。小球可看作質(zhì)點。另存在豎直向下的，場強為E勻強電場?，F(xiàn)將小球自與豎直成角的A位置由靜止釋放，試求小球在最低點的速度，以及此時繩的拉力。mgFVLqE解:小球下擺過程中,由動能定理有:故小球在最低點的速度為:球在最低點由牛頓第二定律有:此時繩的拉力單擺模型【例3】帶+q的小球質(zhì)量為m,用一長為L且不可伸長的輕繩懸于0點。小球可看作質(zhì)點。另存在水平向右的，場強為E=mg/q勻強電場。現(xiàn)將小球自

10、與豎直成角的A位置由靜止釋放，試求小球在最低點的速度，以及此時繩的拉力。mgqELoFqEmgV解:小球下擺過程中,由動能定理有:故小球在最低點的速度為:球在最低點有:思考:小球的運動形式怎樣?拓展:小球在哪里具有最大速度?此時拉力情況如何?單擺模型【例3】帶+q的小球質(zhì)量為m,用一長為L且不可伸長的輕繩懸于0點。小球可看作質(zhì)點。另存在水平向右的，場強為E=mg/q勻強電場?，F(xiàn)將小球自水平位置靜止釋放，試求小球運動的最大速度，以及此時繩的拉力。mgqELoF合解:小球在擺到最”低”點過程中,由動能定理有:故小球在最”低”點的速度為:球在最”低”點由牛頓第二定律有:此時繩的拉力單擺模型小結(jié)Lmg

11、FVmgLoqE平衡位置（1）最大速度位置； （2）能保持靜止的位置；（3）合場力所指位置； （4）合場的“最低點”單擺模型【例4】帶+q的小球質(zhì)量為m,用一長為L且不可伸長的輕繩懸于0點。小球可看作質(zhì)點。另存在水平向左的，場強為E=mg/2q勻強電場?，F(xiàn)將小球自水平位置由靜止釋放，試求小球在最低點的速度，以及此時繩的拉力。mgqELoFV123解析:12過程做勻加速運動在2位址繩拉直過程中，小球速度由v變?yōu)関x小球在23過程中做圓周運動由動能定理有:故小球在最低點的速度為:vt=球在最低點由牛頓第二定律有: 如圖光滑的水平面上釘有兩枚鐵釘A和B，相距0.1m，長1m的柔軟細繩拴在A上，另一端

12、系一質(zhì)量為0.5kg的小球，小球的初始位置在AB連線上A的一側(cè)，把細線拉緊，給小球以2m/s的垂直細線方向的水平速度使它做圓周運動，由于釘子B的存在，使線慢慢地纏在A、B上如果細線能承受的最大拉力為7N，從開始運動到細線斷裂需經(jīng)歷多長時間?解題感悟 解決豎直平面內(nèi)的變速圓周運動問題的關(guān)鍵是掌握兩個圓周運動模型和兩個圓周運動臨界問題：1.兩種圓周運動模型：典型問題-豎直平面內(nèi)的變速圓周運動v0v0最低點圓周運動模型最高點圓周運動模型【模型特點】該類問題常有臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，現(xiàn)對兩種模型分析比較如下：輕繩模型輕桿模型常見類型過最高點的臨界條件輕繩或接觸面上彈力為0小球能運動即可，得v臨0思維建模思維建模在“水流星”表演中，杯子在豎直平面做圓周運動，在最高點時，杯口朝下，但杯中水卻不會流下來，為什么？對杯中水：GFNFN = 0水恰好不流出表演“水流星” ，需要保證杯子在圓周運動最高點的線速度不得小于即：實例一：水流星 要保證過山車在最高點不掉下來，此時的速度必須滿足：側(cè)視最