金版教程物理大一輪復(fù)習必修部分

金版教程物理大一輪復(fù)習必修部分第1頁/共74頁核心考點導學第2頁/共74頁師說：處理圓周運動問題，首先確定圓心位置和圓軌道平面，其次要認真分析向心力的來源，再次要把握勻速圓周運動合外力充當向心力，變速圓周運動是沿半徑方向的合外力充當向心力，方程式實質(zhì)仍是牛頓第二定律的應(yīng)用式.

第3頁/共74頁描述圓周運動的常用物理量有：線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度等．各物理量定義及關(guān)系見下表：運動快慢m/s第4頁/共74頁轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動快慢一周rad/ss－1r/sr/min圈數(shù)

第5頁/共74頁方向快慢指向圓心向心加速度方向大小指向圓心rω2πrfrω2mrω2rω2第6頁/共74頁第7頁/共74頁2．兩種基本的傳動裝置(1)同軸傳動：固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點角速度相同；(2)皮帶傳動：不打滑的摩擦傳動和皮帶(或齒輪)傳動的兩輪邊緣上各點線速度大小相等．說明：高中階段所接觸的傳動主要有：(1)皮帶傳動(線速度大小相等)；(2)同軸傳動(角速度相等)；(3)齒輪傳動(線速度大小相等)；(4)摩擦傳動(線速度大小相等)．第8頁/共74頁3．用動力學方法解決圓周運動中的問題(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．第9頁/共74頁(3)解決圓周運動問題的主要步驟：①審清題意，確定研究對象；②分析物體的運動情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等；③分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；④根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程；⑤求解、討論．第10頁/共74頁1．如圖所示為某一皮帶傳動裝置．主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑，下列說法正確的是(

)第11頁/共74頁答案：BC第12頁/共74頁勻速圓周運動變速圓周運動運動特點線速度的

不變，角速度、周期和頻率都

，向心加速度的大小不變線速度的

都變，角速度變，向心加速度的大小、方向都變．周期可能變也可能不變大小不變大小、方向第13頁/共74頁勻速圓周運動變速圓周運動受力特點所受到的_______________，大小不變，方向變，其方向時刻_________所受到的

，合力產(chǎn)生兩個效果：①半徑方向的分力Fn即向心力，它改變_____________；②切線方向的分力FT，它改變速度的_______運動性質(zhì)

曲線運動(加速度大小不變，方向變化)變加速曲線運動(加速度大小、方向都變化)合力為向心力指向圓心合力不指向圓心速度的方向大小變加速第14頁/共74頁豎直面內(nèi)圓周運動及臨界問題物體在豎直面內(nèi)做的圓周運動是一種典型的變速曲線運動，該類運動常有臨界問題，并伴有“最大”、“最小”、“剛好”等詞語，常有以下兩種模型.第15頁/共74頁第16頁/共74頁第17頁/共74頁第18頁/共74頁第19頁/共74頁第20頁/共74頁答案：C第21頁/共74頁1．向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是

或_________________．幾個力的合力某個力的分力第22頁/共74頁下表中是幾種常見向心力來源示意圖運動模型向心力的來源示意圖飛機在水平面內(nèi)做圓周運動圓錐擺第23頁/共74頁運動模型向心力的來源示意圖飛車走壁水平路面汽車轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)臺第24頁/共74頁無論勻速圓周運動還是非勻速圓周運動，沿半徑指向圓心的合力均為向心力．第25頁/共74頁第26頁/共74頁②火車拐彎設(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．第27頁/共74頁(2)汽車過橋問題第28頁/共74頁第29頁/共74頁2．勻速圓周運動、離心運動、近心運動比較勻速圓周運動

離心運動近心運動受力特點合外力等于做圓周運動所需的_______合外力

或者不足以提供圓周運動所需的向心力合外力

做圓周運動所需的向心力圖示力學方程F＝mRω2F<mRω2(或F＝0)F>mRω2向心力突然消失大于第30頁/共74頁3．鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是由地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計不僅與r有關(guān)，還取決于火車在彎道處的行駛速率．下面表格中是鐵路設(shè)計人員技術(shù)手冊中彎道半徑r及與之對應(yīng)的內(nèi)外軌道的高度差h.(g取10m/s2)彎道半徑r/m660330220165132110內(nèi)外軌高度差h/mm50100150200250300第31頁/共74頁(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導出h和r的關(guān)系表達式，并求出當r＝440m時，h的設(shè)計值；(2)鐵路建成后，火車通過彎道時，為保證絕對安全，要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力，又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計值為L＝1435mm，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率v(以km/h為單位，結(jié)果取整數(shù))．(設(shè)軌傾角θ很小時，tanθ≈sinθ)第32頁/共74頁第33頁/共74頁第34頁/共74頁第35頁/共74頁考向案例研究第36頁/共74頁例1

[2013·上海模擬]小明同學在學習了圓周運動的知識后，設(shè)計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度．他的設(shè)想是：通過計算腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度．經(jīng)過騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)：在時間t內(nèi)腳踏板轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度ω＝________；要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理量有__________________________________________；自行車騎行速度的計算公式v＝________.第37頁/共74頁(一)解讀審題視角解答本題時應(yīng)注意以下兩點關(guān)鍵點(1)明確描述圓周運動的運動學參量之間的關(guān)系．(2)找出與主動輪和從動輪相關(guān)聯(lián)的物理量．第38頁/共74頁第39頁/共74頁第40頁/共74頁(五)同類跟蹤訓練1．如圖所示，A、B是兩個摩擦傳動輪，兩輪半徑大小關(guān)系為RA＝2RB，則兩輪邊緣上的(

)A．角速度之比ωA∶ωB＝2∶1B．周期之比TA∶TB＝1∶2C．轉(zhuǎn)速之比nA∶nB＝1∶2D．向心加速度之比aA∶aB＝2∶1第41頁/共74頁[答案]

C第42頁/共74頁例2

[2012·福建高考]如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運動．現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R＝0.5m，離水平地面的高度H＝0.8m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s＝0.4m．設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物塊做平拋運動的初速度大小v0.(2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ.第43頁/共74頁(一)解讀審題視角解答本題時應(yīng)明確以下兩點：關(guān)鍵點：(1)應(yīng)理解把握好“轉(zhuǎn)臺邊緣”與“恰好滑離”的含義．(2)臨界問題是靜摩擦力達到最大值．

第44頁/共74頁第45頁/共74頁(三)一語道破天機解決圓周運動問題的主要步驟(1)審清題意，確定研究對象正確受力分析；(2)確定圓周運動的平面和向心力的來源；(3)根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動的相關(guān)公式求解．第46頁/共74頁(四)同類跟蹤訓練2．[廣東卷]有一種叫“飛椅”的游樂項目，示意圖如圖所示，長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動．當轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ，不計鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系．第47頁/共74頁第48頁/共74頁第49頁/共74頁(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.(2)繩能承受的最大拉力是多大？(3)改變繩長，使球重復(fù)上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？第50頁/共74頁(一)解讀審題視角解答本題時應(yīng)注意以下兩點：關(guān)鍵點：(1)明確小球參與了幾個階段的運動，各運動之間通過哪些物理量銜接．(2)會結(jié)合數(shù)學知識求解水平距離的最大值．第51頁/共74頁第52頁/共74頁第53頁/共74頁第54頁/共74頁第55頁/共74頁(三)同類跟蹤訓練3．在半徑為R的水平圓板中心軸正上方高為h處，水平拋出一小球，圓板勻速轉(zhuǎn)動．當圓板半徑OA與初速度方向一致時開始拋出，如圖所示，要使球與圓板只碰一次，且落點為A，則小球的初速度v0為多大？圓板轉(zhuǎn)動的角速度為多大？第56頁/共74頁第57頁/共74頁例4

[2012·廣東理綜，17]如圖是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小．某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B時，下列表述正確的有(

)A．N小于滑塊重力 B．N大于滑塊重力C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小第58頁/共74頁第59頁/共74頁(三)調(diào)用所學解題(BC)(四)一語道破天機①豎直面上的圓周運動，要正確列出最高點或最低點的牛頓第二定律方程．②注意能量關(guān)系的運用，它往往是解題的關(guān)鍵．第60頁/共74頁第61頁/共74頁第62頁/共74頁[答案]

(1)16N方向向上(2)44N方向向下第63頁/共74頁單元精彩視窗第64頁/共74頁【選題·典型秀】示例如圖所示，兩個水平放置的帶電平行金屬板的勻強電場中，一長為l的絕緣細線一端固定在O點，另一端拴著一個質(zhì)量為m、帶有一定電量的小球，小球原來靜止，當給小球某一速度后，它可繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，若兩板間電壓增大為原來的4倍，求：與“最低點”第65頁/共74頁(1)要使小球從C點開始在豎直平面內(nèi)做圓周運動，開始至少要給小球多大的速度？(2)在運動過程中細線所受的最大拉力．第66頁/共74頁[解析]

本題設(shè)計巧妙，屬于典型的豎直平面內(nèi)的等效重力問題．本題的物理情景不難想象：一條細線系帶電小球在兩板間原來的電場中做勻速圓周運動．后來兩板間電壓升高為原來的4倍，小球仍在豎直面內(nèi)做圓周運動．這兩種情況下相應(yīng)的物理條件是不同的，必須注意正確地把它們轉(zhuǎn)化為具體的物理條件．第67頁/共74頁第68頁/共74頁第69頁/共74頁【備考·角度說】No.