2020版高考物理總復(fù)習(xí)第五章曲線運(yùn)動(dòng)第12講圓周運(yùn)動(dòng)課件.pptx

1、第12講圓周運(yùn)動(dòng),-2-,-3-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,圓周運(yùn)動(dòng)中的基本概念 核心知識(shí)整合 一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念 1.線速度:描述物體圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。定義式:v=。 2.角速度:描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。定義式:。,向心加速度,-4-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,二、描述圓周運(yùn)動(dòng)幾個(gè)物理量之間的關(guān)系,r,2rf,m2r,-5-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,三、傳動(dòng)裝置 1.皮帶傳動(dòng):如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無相對滑動(dòng)時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB。,2.摩擦傳動(dòng):如圖丙所示,兩輪邊緣接觸,接觸點(diǎn)無打滑現(xiàn)象時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB。,3.同軸傳動(dòng):如圖

2、丁所示,兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等,即A=B。,-6-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一各物理量之間的關(guān)系 【例1】 一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為4 m/s,轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2 s,則下列計(jì)算錯(cuò)誤的是() A.角速度為0.5 rad/s B.轉(zhuǎn)速為0.5 r/s C.軌跡半徑為 D.加速度大小為4 m/s2,答案,解析,-7-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例2】 (多選)火車以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過一段彎道,某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10 s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過了約10。在此10 s時(shí)間內(nèi),火車() A.運(yùn)動(dòng)路程為600 m B.加速度為零 C.角速度約為1

3、 rad/s D.轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4 km,答案,解析,-8-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,方法技巧,-9-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二傳動(dòng)裝置 【例3】 (2018浙江教育綠色評價(jià)聯(lián)盟高考適應(yīng)性)硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一,由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。如圖所示,電動(dòng)機(jī)使磁盤以5 400 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁頭在讀、寫數(shù)據(jù)時(shí)是不動(dòng)的,磁盤每轉(zhuǎn)一圈,磁頭沿半徑方向跳動(dòng)一個(gè)磁道。外磁道某一點(diǎn)P與內(nèi)磁道某一點(diǎn)Q相比,有() A.nPnQB.PQ C.vPaQ,答案,解析,-10-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例4】 (2018年4月浙江杭州余杭區(qū)模擬)如

4、圖所示,自行車的大齒輪、小齒輪和后輪三個(gè)輪子的半徑不一樣,它們的邊緣有A、B、C三個(gè)質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是() A.A、B、C三點(diǎn)的線速度大小相等 B.A、B、C三點(diǎn)的角速度大小相等 C.由公式 可知A、B兩點(diǎn)的向心加速度與半徑r成反比 D.由公式a=r2可知A、B兩點(diǎn)的向心加速度與半徑r成正比,答案,解析,-11-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,方法技巧1.兩種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn) (1)凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。 (2)凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的輪子,輪上各點(diǎn)的角速度都相等(軸上的點(diǎn)除外) 2.圓周運(yùn)動(dòng)基本公

5、式,-12-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析 核心知識(shí)整合 1.解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的主要步驟 (1)審清題意,確定研究對象。明確物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是至關(guān)重要的一環(huán); (2)分析物體的線速度是否變化、軌道平面、圓心位置、半徑大小等; (3)分析物體的受力情況,畫出受力分析圖,確定向心力的來源; (4)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程。,-13-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.常見的三種臨界情況 (1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力為零。 (2)兩物體相接觸相對滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。 (3)繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大

6、張力;繩子松弛的臨界條件是FT=0。,-14-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一向心力來源 【例5】 如圖所示,物塊在水平圓盤上,與圓盤一起繞固定軸勻速運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是() A.物塊處于平衡狀態(tài) B.物塊受三個(gè)力作用 C.在角速度一定時(shí),物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn),物塊越不容易脫離圓盤 D.在物塊到轉(zhuǎn)軸的距離一定時(shí),物塊運(yùn)動(dòng)周期越小,物塊越不容易脫離圓盤,答案,解析,-15-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例6】 山城重慶的輕軌交通頗有山城特色,由于地域限制,彎道半徑很小,在某些彎道上行駛時(shí)列車的車身嚴(yán)重傾斜。每到這樣的彎道乘客都有一種坐過山車的感覺,很是驚險(xiǎn)刺激。假設(shè)某彎道鐵軌是

7、圓弧的一部分,轉(zhuǎn)彎半徑為R,重力加速度為g,列車轉(zhuǎn)彎過程中傾角(車廂地面與水平面夾角)為,則列車在這樣的軌道上轉(zhuǎn)彎行駛的安全速度(軌道不受側(cè)向擠壓)為(),答案,解析,-16-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,方法技巧求解圓周運(yùn)動(dòng)問題必須進(jìn)行的三類分析,-17-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二離心運(yùn)動(dòng) 【例7】 如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水桶內(nèi)壁上,有一件濕衣服隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng),則() A.衣服隨圓桶做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力提供 B.圓桶轉(zhuǎn)速足夠大時(shí),衣服上的水滴將做離心運(yùn)動(dòng) C.圓桶轉(zhuǎn)速增大,衣服對桶壁的壓力始終不變 D.圓桶轉(zhuǎn)速增大以后,衣服所受摩擦力也增大,答案,解析,-18-,

8、考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)三同軸轉(zhuǎn)動(dòng) 【例8】 甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,M甲=80 kg,M乙=40 kg,面對面拉著彈簧測力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演,如圖所示。兩人相距0.9 m,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為9.2 N,下列判斷中正確的是() A.兩人的線速度相同,約為40 m/s B.兩人的角速度相同,為5 rad/s C.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同,都是0.45 m D.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同,甲為0.3 m,乙為0.6 m,答案,解析,-19-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例9】 (多選)如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們分居圓心兩側(cè),與圓心距離分別為R

9、A=r,RB=2r,與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),下列說法正確的是() A.此時(shí)繩子張力為T=3mg B.此時(shí)圓盤的角速度為 C.此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外 D.此時(shí)燒斷繩子,A仍相對盤靜止,B將做離心運(yùn)動(dòng),答案,解析,-20-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題 核心知識(shí)整合,-21-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,-22-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一輕桿模型 【例10】 長度為1 m的輕桿OA的A端有一質(zhì)量為2 kg的小球,以O(shè)點(diǎn)為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,小球通過最高點(diǎn)時(shí)的

10、速度為3 m/s,g取10 m/s2,則此時(shí)小球?qū)?) A.受到18 N的拉力 B.受到38 N的支持力 C.受到2 N的拉力 D.受到2 N的支持力,答案,解析,-23-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二輕繩模型 【例11】 如圖所示,一質(zhì)量為m=0.5 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),用長為0.4 m的輕繩拴著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。g取10 m/s2,求: (1)小球要做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)的速度至少為多大? (2)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為4 m/s時(shí),輕繩拉力多大? (3)若輕繩能承受的最大張力為45 N,小球的速度不能超過多大?,-24-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,-25-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二

11、,考點(diǎn)三,-26-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,方法技巧豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)類問題的解題技巧 1.定模型:首先判斷是繩模型還是桿模型,兩種模型過最高點(diǎn)的臨界條件不同。 2.確定臨界點(diǎn):抓住繩模型中最高點(diǎn) 及桿模型中v0這兩個(gè)臨界條件。 3.研究狀態(tài):通常情況下豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。 4.受力分析:對物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程。 5.過程分析:應(yīng)用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律將初、末兩個(gè)狀態(tài)聯(lián)系起來列方程。,-27-,1,2,3,4,5,1.汽車在公路上行駛時(shí)一般不打滑,輪子轉(zhuǎn)一周,汽車向前行駛的距離等于車輪的周長。某國產(chǎn)轎車的車輪半徑約為30

12、 cm,當(dāng)該型號(hào)的轎車在高速公路上勻速行駛時(shí),駕駛員面前速率計(jì)的指針指在“120 km/h”上,可估算出該車輪的轉(zhuǎn)速近似為() A.1 000 r/sB.1 000 r/min C.1 000 r/hD.2 000 r/s,答案,解析,-28-,1,2,3,4,5,2.如圖所示,半徑為r的圓筒,繞豎直中心軸OO旋轉(zhuǎn),小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同,要使a不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為(),答案,解析,-29-,1,2,3,4,5,3.(2018浙江11月選考)一質(zhì)量為2.0103 kg的汽車在水平公路上行駛,路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為

13、1.4104 N,當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時(shí),下列判斷正確的是() A.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力 B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)所需的向心力為1.4104 N C.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑 D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2,答案,解析,-30-,1,2,3,4,5,4.(2018浙江溫州九校期末)如圖所示是磁帶錄音機(jī)的磁帶盒的示意圖,A、B為纏繞磁帶的兩個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn),兩輪的半徑均為r,在放音結(jié)束時(shí),磁帶全部繞到了B點(diǎn)所在的輪上,磁帶的外緣半徑R=3r,C為磁帶外緣上的一點(diǎn)?，F(xiàn)在進(jìn)行倒帶,則此時(shí)() A.A、B、C三點(diǎn)的周期之比為313 B.A、B、C三點(diǎn)的線速度之比為313 C.A、B、C三點(diǎn)的角速度之比為133 D.A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比為613,答案,解析,-31-,1,2,3,4,5,5.我國高鐵技術(shù)目前發(fā)展迅猛,銀川作