【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第4章第三節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)課件 大綱

第三節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)第三節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識梳理課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識梳理3．周期和頻率：描述物體繞圓心__________的物理量．轉(zhuǎn)動(dòng)快慢4．向心加速度：描述_____________變化快慢的物理量．線速度方向5．向心力：作用效果產(chǎn)生_____________，F(xiàn)＝ma.向心加速度思考感悟1．由a＝v2/r和a＝ω2r得出a與r既成正比，又成反比的結(jié)論是否正確？二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)定義線速度___________的圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小______的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)F、a、v均大小不變，方向變化，ω不變F、a、v大小、方向均發(fā)生變化，ω發(fā)生變化向心力F＝F合由F合沿半徑方向的分力提供大小不變變化名師點(diǎn)撥：勻速圓周運(yùn)動(dòng)既不是速度不變，也不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，而是變加速曲線運(yùn)動(dòng)．三、離心運(yùn)動(dòng)1．定義：做______運(yùn)動(dòng)的物體，在合力__________或者_(dá)_________提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸________圓心的運(yùn)動(dòng)．2．原因：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的_______，總有沿著圓周______方向飛出去的傾向．圓周突然消失不足以遠(yuǎn)離慣性切線3．供需關(guān)系與運(yùn)動(dòng)如圖4－3－1所示，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力，則：圖4－3－1(1)當(dāng)__________時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(2)當(dāng)_________時(shí)，物體沿切線方向飛出；(3)當(dāng)___________時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心；(4)當(dāng)___________時(shí)，物體逐漸靠近圓心．思考感悟2．物體做離心運(yùn)動(dòng)是受到了離心力的作用嗎？提示：不是，而是物體受到的力小于所需向心力的緣故．F＝mω2rF＝0F<mω2rF>mω2r課堂互動(dòng)講練2．傳動(dòng)裝裝置特點(diǎn)點(diǎn)(1)同軸傳動(dòng)動(dòng)：固定定在一起起共軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的物物體上各各點(diǎn)角速速度相同同；(2)皮帶傳動(dòng)動(dòng)：不打打滑的摩摩擦傳動(dòng)動(dòng)和皮帶帶(或齒輪)傳動(dòng)的兩兩輪邊緣緣上各點(diǎn)點(diǎn)線速度度大小相相等．特別提醒醒：(1)在討論v、ω、r三者關(guān)系系時(shí)，應(yīng)應(yīng)采用控控制變量量法，即即保持其其中一個(gè)個(gè)量不變變來討論論另外兩兩個(gè)量的的關(guān)系．．(2)在處理傳傳動(dòng)裝置置中各量量間的關(guān)關(guān)系時(shí)，，應(yīng)首先先明確傳傳動(dòng)的方方式及傳傳動(dòng)的特特點(diǎn)．1.(2011年山東泰泰安模擬擬)如圖4－3－2所示，兩兩個(gè)嚙合合齒輪，，小齒輪輪半徑為為10cm，大齒輪輪半徑為為20cm，大齒輪輪中C點(diǎn)離圓心心O2的距離為為10cm，A、B分別為兩兩個(gè)齒輪輪邊緣上上的點(diǎn)，，則A、B、C三點(diǎn)的()A．線速度度之比為為1∶1∶1B．角速度度之比為為1∶1∶1C．向心加加速度之之比為4∶2∶1D．轉(zhuǎn)動(dòng)周周期之比比為2∶1∶1圖4－3－2即時(shí)應(yīng)用二、圓周周運(yùn)動(dòng)中中的動(dòng)力力學(xué)分析析1．向心力力的來源源向心力是是按力的的作用效效果命名名的，可可以是重重力、彈彈力、摩摩擦力等等各種力力，也可可以是幾幾個(gè)力的的合力或或某個(gè)力力的分力力，因此此在受力力分析中中要避免免再另外外添加一一個(gè)向心心力．2．向心力力的確定定(1)確定圓周周運(yùn)動(dòng)的的軌道所所在的平平面，確確定圓心心的位置置．(2)分析物體體的受力力情況，，找出所所有的力力沿半徑徑方向指指向圓心心的合力力就是向向心力．．3．解決圓圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)問題的的主要步步驟(1)審清題意意，確定定研究對對象；(2)分析物體體的運(yùn)動(dòng)動(dòng)情況，，即物體體的線速速度、角角速度、、周期、、軌道平平面、圓圓心、半半徑等；；(3)分析物體體的受力力情況，，畫出受受力示意意圖，確確定向心心力的來來源；(4)據(jù)牛頓運(yùn)運(yùn)動(dòng)定律律及向心心力公式式列方程程；(5)求解、討討論．特別提醒醒：(1)無論勻速速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)還是是非勻速速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)，沿沿半徑指指向圓心心的合力力均為向向心力．．(2)當(dāng)采用正正交分解解法分析析向心力力的來源源時(shí)，做做圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)的物物體在坐坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)，一定定有一個(gè)個(gè)坐標(biāo)軸軸沿半徑徑指向圓圓心2．(2011年湖南省桃源源一中月考)如圖4－3－3所示，在勻速速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平平圓盤上，沿沿半徑方向放放著用細(xì)線相相連的質(zhì)量相相等的兩個(gè)物物體A和B，它們與盤間間的摩擦因數(shù)數(shù)相同，當(dāng)圓盤盤轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)個(gè)物體剛好還未發(fā)發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，，燒斷細(xì)線，兩兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()即時(shí)應(yīng)用圖4－3－3A．兩物體沿切切向方向滑動(dòng)動(dòng)B．兩物體均沿沿半徑方向滑滑動(dòng)，離圓盤盤圓心越來越越遠(yuǎn)C．兩物體仍隨隨圓盤一起做做圓周運(yùn)動(dòng)，，不發(fā)生滑動(dòng)動(dòng)D．物體B仍隨圓盤一起起做勻速圓周周運(yùn)動(dòng)，物體體A發(fā)生滑動(dòng)，離離圓盤圓心越越來越遠(yuǎn)解析：選D.在圓盤上，角角速度相同，，由F＝mω2r可知，在質(zhì)量量相同的情況況下，A需要的向心力力更多，所以以D正確．三、豎直面內(nèi)內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的的臨界問題分分析物體在豎直面面內(nèi)做的圓周周運(yùn)動(dòng)是一種種典型的變速速曲線運(yùn)動(dòng)，，該類運(yùn)動(dòng)常常有臨界問題題，并伴有“最大”、“最小”、“剛好”等詞語，常分分析兩種模型型——輕繩模型和輕輕桿模型，分分析比較如下下：3．有一長度為為L＝0.50m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端有一質(zhì)量為為m＝3.0kg的小球，如圖圖4－3－4所示，小球以以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎豎直平面內(nèi)做做圓周運(yùn)動(dòng)，，通過最高點(diǎn)點(diǎn)時(shí)小球的速速度是2.0m/s，g取10m/s2，則此時(shí)細(xì)桿桿OA受到()A．6.0N的拉力B．6.0N的壓力C．24N的拉力D．24N的壓力即時(shí)應(yīng)用圖4－3－4經(jīng)典題型探究例1解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的常用方法題型一(2009年高考廣東卷)如圖4－3－5所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求：圖4－3－5(1)當(dāng)筒筒不不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)，，物物塊塊靜靜止止在在筒筒壁壁A點(diǎn)受受到到的的摩摩擦擦力力和和支支持持力力的的大大小??；；(2)當(dāng)物物塊塊在在A點(diǎn)隨隨筒筒勻勻速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，且且其其受受到到的的摩摩擦擦力力為為零零時(shí)時(shí)，，筒筒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的的角角速速度度．．【思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥】對物物塊塊進(jìn)進(jìn)行行受受力力分分析析，，分分別別根根據(jù)據(jù)共共點(diǎn)點(diǎn)力力平平衡衡和和圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)所所需需向向心心力力利利用用正正交交分分解解列列方方程程求求解解．．圖4－3－6圖4－3－7【答案案】見解解析析【規(guī)律律總總結(jié)結(jié)】解答答有有關(guān)關(guān)圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)問問題題時(shí)時(shí)，，首首先先必必須須做做好好關(guān)關(guān)鍵鍵的的幾幾步步：：(1)對研研究究對對象象受受力力分分析析，，確確定定好好向向心心力力的的來來源源．．(2)確定定圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的軌軌跡跡和和半半徑徑．．(3)應(yīng)用用相相關(guān)關(guān)的的力力學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)律律列列方方程程求求解解．．例2豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問題題型二如圖圖4－3－8所示示，，LMPQ是光光滑滑軌軌道道，，LM水平，長長為5.0m，MPQ是一半徑徑為R＝1.6m的半圓，，QOM在同一豎豎直線上上，在恒恒力F作用下，，質(zhì)量m＝1kg的物體A由靜止開開始運(yùn)動(dòng)動(dòng)，當(dāng)達(dá)達(dá)到M時(shí)立即停停止用力力．欲使A剛好能通通過Q點(diǎn)，則力F大小為多多少？(g取10m/s2)圖4－3－8圖4－3－9【答案】8N【規(guī)律總結(jié)結(jié)】(1)正確理解解A物體“剛好能通通過Q點(diǎn)”含義是解解決本題題的關(guān)鍵鍵．常用用來表達(dá)達(dá)臨界狀狀態(tài)的詞詞語還有有“恰好”“恰能”“至少”“至多”等，同學(xué)學(xué)們在審審題時(shí)必必須高度度注意．．小球沿沿圓弧M→P→Q通過最高高點(diǎn)Q時(shí)，應(yīng)服服從圓周周運(yùn)動(dòng)的的規(guī)律，，即應(yīng)從從向心力力與線速速度的關(guān)關(guān)系求解解小球經(jīng)經(jīng)過Q點(diǎn)的臨界界速度．．(2)圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)常與機(jī)機(jī)械能守守恒定律律、動(dòng)能能定理、、電荷在在磁場中中的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)等知識識相聯(lián)系系，構(gòu)成成綜合性性較強(qiáng)的的題目．．例3圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題分析題型三【思路點(diǎn)撥撥】當(dāng)小球做做圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)的速速度v足夠大時(shí)時(shí)，小球球有可能能脫離圓圓錐體表表面，因因此應(yīng)當(dāng)當(dāng)求出臨臨界速度度，然后后對(1)、(2)問中的速速度下小小球的運(yùn)運(yùn)動(dòng)情況況做出判判斷．圖4－3－10解題樣板板規(guī)范步步驟，該該得的分分一分不不丟！如圖4－3－11甲所示，，小球在在錐面上上運(yùn)動(dòng)，，當(dāng)支持持力FN＝0時(shí)，小球球只受重重力mg和線的拉拉力FT的作用，，其合力力F應(yīng)沿水平平面指向向軸線，，由幾何何關(guān)系知知F＝mgtan30°①(1分)圖4－3－11【答案】(1)1.03mg(2)2mg【規(guī)律總結(jié)結(jié)】有關(guān)圓周周運(yùn)動(dòng)的的臨界問問題一般般有兩類類，一類類是提供供向心力力的某個(gè)個(gè)力出現(xiàn)現(xiàn)臨界值值；另一一類是物物體的速速度出現(xiàn)現(xiàn)臨界值值．有些些題目是是根據(jù)臨臨界狀態(tài)態(tài)列方程程求解，，有些題題目是根根據(jù)跨越越臨界點(diǎn)點(diǎn)后物體體所處狀狀態(tài)或運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律律列方程程求解．．如圖4－3－12所示，用用細(xì)繩一一端系著著的質(zhì)量量為M＝0.6kg的物體A靜止在水水平轉(zhuǎn)盤盤上，細(xì)細(xì)繩另一一端通過過轉(zhuǎn)盤中中心的光