高三物理(鲁科版)一轮复习配套课件：5-3圆周运动

1、强基固本强基固本考点突破考点突破知识点一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度知识点一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度1匀速圆周运动匀速圆周运动(1)定义：在任意相等时间内通过的定义：在任意相等时间内通过的_都相等的圆周运都相等的圆周运动。动。(2)特点：加速度大小特点：加速度大小_ ，方向始终指向，方向始终指向_ ，是变，是变加速运动。加速运动。第第3课时圆周运动课时圆周运动知知 识识 梳梳 理理弧长弧长不变不变圆心圆心强基固本强基固本考点突破考点突破(3)条件：合外力大小条件：合外力大小_ 、方向始终与、方向始终与_方向垂直方向垂直且指向圆心。且指向圆心。2描述圆周运动的物理

2、量描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：不变不变速度速度强基固本强基固本考点突破考点突破定义、意义定义、意义公式、单位公式、单位线速度线速度(v)描述圆周运动的物体运动描述圆周运动的物体运动_的物理量的物理量是矢量，方向和半径垂是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切直，和圆周相切角速度角速度()描述物体绕圆心描述物体绕圆心_的物理量的物理量中学不研究其方向中学不研究其方向快慢快慢转动快慢转动快慢强基固本强基固本考点突破考点突破

3、周期周期(T)和和转速转速(n)或或频率频率( f )周期是物体沿圆周运动周期是物体沿圆周运动_的时间的时间转速是物体单位时间转转速是物体单位时间转过的过的_，也叫频率，也叫频率向心加速向心加速度度(a)描述速度描述速度_变化变化_的物理量的物理量方向指向圆心方向指向圆心r2一周一周圈数圈数方向方向快慢快慢强基固本强基固本考点突破考点突破知识点二、匀速圆周运动的向心力知识点二、匀速圆周运动的向心力1作用效果作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的：向心力产生向心加速度，只改变速度的_ ，不改变速度的，不改变速度的_ 。3方向方向：始终沿半径方向指向：始终沿半径方向指向_ ，时刻在改变，即向

4、，时刻在改变，即向心力是一个变力。心力是一个变力。4来源来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的_提提供，还可以由一个力的供，还可以由一个力的_提供。提供。方向方向大小大小m2r圆心圆心合力合力分力分力强基固本强基固本考点突破考点突破知识点三、离心现象知识点三、离心现象1定义定义：做：做_的物体，在所受合外力突然消失或不的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动足以提供圆周运动_的情况下，就做逐渐远离的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。圆心的运动。2本质本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着_

5、飞出去的趋势。飞出去的趋势。圆周运动圆周运动所需向心力所需向心力圆周切线方向圆周切线方向强基固本强基固本考点突破考点突破3受力特点受力特点当当F_时，物体做匀速圆周运动；时，物体做匀速圆周运动；当当F0时，物体沿时，物体沿_飞出；飞出；当当F_时，物体逐渐远离圆心，时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图为实际提供的向心力，如图1所示。所示。图图1mr2切线方向切线方向mr2强基固本强基固本考点突破考点突破思维深化思维深化判断正误，正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分

6、析做圆周运动物体的受力，除了分析其受到的其他力，还必须做圆周运动物体的受力，除了分析其受到的其他力，还必须指出它受到向心力的作用。指出它受到向心力的作用。 ()(2)一物体以一物体以4 m/s的线速度做匀速圆周运动，周期为的线速度做匀速圆周运动，周期为2 s，则，则速度变化率的大小为速度变化率的大小为4 m/s2。 ()(3)在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯。在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯。 ()(4)火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大。大。 ()(5)飞机在空中沿半径为飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机机翼一定的水

7、平圆周盘旋时，飞机机翼一定处于倾斜状态。处于倾斜状态。 ()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)强基固本强基固本考点突破考点突破题组一匀速圆周运动的运动学分析题组一匀速圆周运动的运动学分析1(多选多选)质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是 ()A速度的大小和方向都改变速度的大小和方向都改变B匀速圆周运动是匀变速曲线运动匀速圆周运动是匀变速曲线运动C当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动速圆周运动D向心加速度大小不变，方向时刻改变向心加速度大小不变，方向时刻改变解析解析匀速圆周运动的速度的大小不

8、变，方向时刻变化，匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀变速曲错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，线运动，B错，错，D对；由匀速圆周运动的条件可知，对；由匀速圆周运动的条件可知，C对。对。答案答案CD题题 组组 自自 测测强基固本强基固本考点突破考点突破2. (多选多选)(2014广东韶关一模广东韶关一模)如图如图2所示，由所示，由于地球的自转，地球表面上于地球的自转，地球表面上P、O两物体两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、O两物体的运动，下列说法正确的两物体的运动，下列说

9、法正确的是是 ()AP、O两点的角速度大小相等两点的角速度大小相等BP、O两点的线速度大小相等两点的线速度大小相等C同一物体在同一物体在O点的向心加速度比在点的向心加速度比在P点的向心加速度点的向心加速度大大D放在放在P、O两处的物体均只受重力和支持力两个力作两处的物体均只受重力和支持力两个力作用用图图2强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析同轴转动的不同点角速度相等，同轴转动的不同点角速度相等，A正确；正确；P、O两两点做圆周运动的半径不同，根据点做圆周运动的半径不同，根据vr可知，两点的线速可知，两点的线速度大小不同，度大小不同，B错误；根据错误；根据a2r可知，同一物体在可知，同一物体

10、在O点点的向心加速度比在的向心加速度比在P点的向心加速度大，点的向心加速度大，C正确；放在正确；放在P、O两处的物体均只受万有引力和支持力两个力的作两处的物体均只受万有引力和支持力两个力的作用，用，D错误。错误。答案答案AC强基固本强基固本考点突破考点突破题组二圆周运动的动力学分析题组二圆周运动的动力学分析3. 如图如图3所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服衣服()A受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用个力的作用B所需的向心力由重力提供所需的

11、向心力由重力提供C所需的向心力由弹力提供所需的向心力由弹力提供D转速越快，弹力越大，摩擦力也越大转速越快，弹力越大，摩擦力也越大图图3强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用，用，A错；衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合错；衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力，由于重力与静摩擦力平衡，故弹力提供向心力，由于重力与静摩擦力平衡，故弹力提供向心力，即力，即Nmr2，转速越大，转速越大，N越大，越大，C对，对，B、D错。错。答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破4. 如图如图4所示，质量不计的轻质弹性杆所示，质量不计的

12、轻质弹性杆P插插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为个质量为m的小球，今使小球在水平面的小球，今使小球在水平面内做半径为内做半径为R的匀速圆周运动，且角速的匀速圆周运动，且角速度为度为，则杆的上端受到小球对其作用，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为力的大小为 ()图图4强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案B强基固本强基固本考点突破考点突破题组三离心现象题组三离心现象5. 世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长赛道单圈长5.067 公里，共有公里，共有23个弯个弯道，如图道，如图5所示，赛车在水平路面上所示，赛车在

13、水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是则以下说法正确的是()A是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的向盘才造成赛车冲出跑道的B是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的成赛车冲出跑道的图图5强基固本强基固本考点突破考点突破C是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的赛车冲出跑道的D由公式由公式Fm2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道可知，

14、弯道半径越大，越容易冲出跑道答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破6如图如图6所示，某电视台推出了一款所示，某电视台推出了一款娱乐闯关节目，选手最容易失败娱乐闯关节目，选手最容易失败落水的地方是第四关落水的地方是第四关“疯狂转盘疯狂转盘”和第五关和第五关“高空滑索高空滑索”。根据所学。根据所学物理知识，下列选项中表述正确的是物理知识，下列选项中表述正确的是 ()A选手进入转盘后，在转盘中间比较安全选手进入转盘后，在转盘中间比较安全B选手进入转盘后，在转盘边缘比较安全选手进入转盘后，在转盘边缘比较安全C质量越大的选手，越不容易落水质量越大的选手，越不容易落水D选手从最后一个转盘的边缘起跳去抓

15、滑索时，起跳选手从最后一个转盘的边缘起跳去抓滑索时，起跳方向应正对悬索方向应正对悬索图图6强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析根据向心力根据向心力Fn4m2n2r，在转盘转速不变的情况，在转盘转速不变的情况下，半径越大，需要的向心力越大，而质量一定的选手最下，半径越大，需要的向心力越大，而质量一定的选手最大静摩擦力是确定的，所以在转盘中间比较安全，大静摩擦力是确定的，所以在转盘中间比较安全，A正正确、确、B错误；选手质量越大，最大静摩擦力越大，需要的错误；选手质量越大，最大静摩擦力越大，需要的向心力也大，是否容易落水，和选手质量无关，向心力也大，是否容易落水，和选手质量无关，C错误；错误；

16、选手从转盘的边缘起跳时，有一个与转盘边缘线速度一样选手从转盘的边缘起跳时，有一个与转盘边缘线速度一样的分速度，所以选手起跳方向不应正对悬索，的分速度，所以选手起跳方向不应正对悬索，D错误。错误。答案答案A强基固本强基固本考点突破考点突破考点一圆周运动中的运动学分析考点一圆周运动中的运动学分析1对公式对公式vr的理解的理解当当r一定时，一定时，v与与成正比；成正比；当当一定时，一定时，v与与r成正比；成正比；当当v一定时，一定时，与与r成反比。成反比。在在v一定时，一定时，a与与r成反比；在成反比；在一定时，一定时，a与与r成正比。成正比。强基固本强基固本考点突破考点突破图图7AA点与点与C点的

17、角速度大小相等点的角速度大小相等BA点与点与C点的线速度大小相等点的线速度大小相等强基固本强基固本考点突破考点突破CB点与点与C点的角速度大小之比为点的角速度大小之比为2 1DB点与点与C点的向心加速度大小之比为点的向心加速度大小之比为1 4强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案BD强基固本强基固本考点突破考点突破常见的三种传动方式及特点常见的三种传动方式及特点1皮带传动皮带传动：如图：如图8甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即动时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB。图图82摩擦传动摩擦传动：如图：如图9所示，两轮边缘接触，接

18、触点无打滑现所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即象时，两轮边缘线速度大小相等，即vAvB。图图9强基固本强基固本考点突破考点突破3同轴传动同轴传动：如图：如图10甲、乙所示，绕同一转轴转动的物甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，体，角速度相同，AB，由，由vr知知v与与r成正比。成正比。 图图10强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练变式训练】1(多选多选)如图如图11所示为一链条传动装置的所示为一链条传动装置的示意图。已知主动轮是逆时针转动的，示意图。已知主动轮是逆时针转动的，转速为转速为n，主动轮和从动轮的齿数比为，主动轮和从动轮的齿数比为k，以

19、下说法中正确的是，以下说法中正确的是()A从动轮是顺时针转动的从动轮是顺时针转动的B主动轮和从动轮边缘的线速度大小相等主动轮和从动轮边缘的线速度大小相等C从动轮的转速为从动轮的转速为nk图图11强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析主动轮是逆时针转动的，从动轮也是逆时针转动主动轮是逆时针转动的，从动轮也是逆时针转动的，故的，故A错；主动轮和从动轮边缘的线速度大小相等，错；主动轮和从动轮边缘的线速度大小相等，故故B对；由对；由v2Rn知主动轮与从动轮的转速比等于两轮知主动轮与从动轮的转速比等于两轮的周长的反比，即转速比等于齿数的反比，设从动轮的的周长的反比，即转速比等于齿数的反比，设从动轮的转

20、速为转速为n，有，有n n1 k，可得，可得nnk，C对、对、D错。错。答案答案BC强基固本强基固本考点突破考点突破考点二圆周运动中的动力学分析考点二圆周运动中的动力学分析1向心力的来源向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。2向心力的确定向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆

21、心的位置。(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力。圆心的合力就是向心力。强基固本强基固本考点突破考点突破【例例2】 (2013江苏卷江苏卷，2)如图如图12所示，所示，“旋转秋千旋转秋千”中的两个座椅中的两个座椅A、B质量质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是时，下列说法正确的是()AA的速度比的速度比B的大的大 BA与与B的向心加速度大小

22、相等的向心加速度大小相等C悬挂悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂的缆绳所受的拉力比悬挂B的小的小图图12强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案D强基固本强基固本考点突破考点突破1求解圆周运动的动力学问题做好求解圆周运动的动力学问题做好“三分析三分析”一是几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径一是几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等；等；二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式力公式(用运动学量来表示用运动学量来表示)；三是受力分析，目的是利用

23、力的合成与分解的知识，表示出三是受力分析，目的是利用力的合成与分解的知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力。物体做圆周运动时外界所提供的向心力。2圆周运动问题的解题步骤圆周运动问题的解题步骤强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练变式训练】2. 如图如图13所示，是某课外研究小组所示，是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺，定在一起有横向均匀刻度的标尺，带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连，弹簧的另带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在转动轴上，

24、小球可沿杆自由滑动并随转盘在一端固定在转动轴上，小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转盘不转动时，指针指在水平面内转动。当转盘不转动时，指针指在O处，当转处，当转盘转动的角速度为盘转动的角速度为1时，指针指在时，指针指在A处，当转盘转动的处，当转盘转动的角速度为角速度为2时，指针指在时，指针指在B处，设弹簧均没有超过弹性处，设弹簧均没有超过弹性限度。则限度。则1与与2的比值为的比值为 ()图图13强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案B强基固本强基固本考点突破考点突破考点三匀速圆周运动的实例分析考点三匀速圆周运动的实例分析1运动实例运动实例：汽车、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆：汽车、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等。周飞行等。2问题特点问题特点(1)运动轨迹是圆且在水平面内；运动轨迹是圆且在水平面内；(2)向心力的方向沿半径指向圆心；向心力的方向沿半径指向圆心；(3)向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分向心力来源：