高考物理二轮复习之圆周运动

1、二轮专题复习之二轮专题复习之圆周运动圆周运动圆周运动圆周运动匀速圆匀速圆周运动周运动变速圆变速圆周运动周运动受力特征：受力特征：典型模型典型模型受力特征：受力特征：典型模型典型模型卫星绕地球转动卫星绕地球转动核外电子绕原子核转动核外电子绕原子核转动带电粒子在洛仑兹力作用下的运动带电粒子在洛仑兹力作用下的运动圆锥摆圆锥摆竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动复合场中的圆周运动复合场中的圆周运动F F合合大小不变，方向始终指向圆心大小不变，方向始终指向圆心运动特征：运动特征： 加速度大小不变，方向始终指向圆心的加速度大小不变，方向始终指向圆心的变加速曲线运动变加速曲线运动F合合沿半径方向的分力向心力

2、，沿切线沿半径方向的分力向心力，沿切线方向的分力以改变速度的大小方向的分力以改变速度的大小加速度的大小及方向都在变化的加速度的大小及方向都在变化的变加速曲线运动变加速曲线运动运动特征：运动特征：知识网络知识网络向心力公式的应用向心力公式的应用过最高点（或等效最高点）的临界条件的判断过最高点（或等效最高点）的临界条件的判断功能关系的应用功能关系的应用几何作图及数学知识的运用几何作图及数学知识的运用主要考点主要考点1 1、20132013年年1212月，嫦娥三号经过地月转移轨道在月，嫦娥三号经过地月转移轨道在P P点调整后点调整后进入环月圆形轨道进入环月圆形轨道1 1，调整后进入环月椭圆轨道，调整

3、后进入环月椭圆轨道2 2，进一步调整，进一步调整后进入环月圆形轨道后进入环月圆形轨道3 3。有关嫦娥三号下列说法正确的是。有关嫦娥三号下列说法正确的是A A在地球的发射速度一定大于第二宇宙速度在地球的发射速度一定大于第二宇宙速度B B在轨道在轨道1 1运行时的速度大于在轨道运行时的速度大于在轨道3 3运行时的速度运行时的速度C C由轨道由轨道1 1进入轨道进入轨道2 2需要在需要在P P点处减速点处减速DD分别由轨道分别由轨道1 1与轨道与轨道2 2经经P P点时，加速度相同点时，加速度相同123PQ热点探究热点探究热点一：卫星问题热点一：卫星问题卫星运动问题的几个考点卫星运动问题的几个考点二

4、、宇宙速度二、宇宙速度三、卫星的变轨三、卫星的变轨四、卫星的能量四、卫星的能量一、根据一、根据 讨论卫星讨论卫星 转动的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系转动的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系222224MmvrGmammrmrrT22MmvGmrr当当 时，作近心运动（远地点）时，作近心运动（远地点）当当 时，作离心运动（近地点）时，作离心运动（近地点）22MmvGmrr轨道半径越大，动能越小，势能越大，总能轨道半径越大，动能越小，势能越大，总能量越大量越大2、氢原子辐射出一个光子后，下列判断下确的是：、氢原子辐射出一个光子后，下列判断下确的是：A、电子绕核旋转的半径增

5、大、电子绕核旋转的半径增大B、电子的动能减小、电子的动能减小C、氢原子的电势能增大、氢原子的电势能增大D、氢原子的能级减小、氢原子的能级减小热点探究热点探究热点一：与卫星问题相似的模型热点一：与卫星问题相似的模型 如图所示，半径为如图所示，半径为R R的光滑圆形轨道的光滑圆形轨道竖直放置，一质量为竖直放置，一质量为mm的小球从轨道下端的小球从轨道下端的开口处进入轨道，要小球不脱离轨道，的开口处进入轨道，要小球不脱离轨道，小球的初速度小球的初速度v0 0为多大？为多大？Rv0O热点探究热点探究热点二：竖直面内的圆周运动热点二：竖直面内的圆周运动解：在最高点有：解：在最高点有：2vmgmR从最低点

6、到最高点，由动能定理得：从最低点到最高点，由动能定理得：22011222mg Rmvmv 变式一：变式一：如果把轻杆换成光滑管形圆轨道，且轨道半径为如果把轻杆换成光滑管形圆轨道，且轨道半径为R（管径远小于（管径远小于R），小球的质量为），小球的质量为m，其直径略小于管径，能在，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动。管中无摩擦运动。 则：则：（1）小球在最低点的速度）小球在最低点的速度v0至少多大时，至少多大时， 才能使小球在管内做完整的圆周运动？才能使小球在管内做完整的圆周运动？（2）当小球在最低点的速度）当小球在最低点的速度 时，时， 小球在轨道最高点对轨道是否有压力？小球在轨道最高点对轨道

7、是否有压力？ 若有，是对内轨还是对内轨有压力？若有，是对内轨还是对内轨有压力？06vgRv0热点探究热点探究热点二：竖直面内的圆周运动热点二：竖直面内的圆周运动201(1)22mg Rmv2vNmgmRNmg在最高点有:方向向下22011(2)2222mvmvmg RvgR解得vmgmgN N 竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较 最高点无支撑最高点无支撑最高点有支撑最高点有支撑 实例实例 球与绳、水流星、球与绳、水流星、翻滚过山翻滚过山车车 球与杆、车过拱桥、球过竖直管道、球与杆、车过拱桥、球过竖直管道、套在圆环上的物体等套在圆环上的物体等 图示图示 小球

8、受小球受的弹力的弹力 过最高过最高点条件点条件2vmgmR0v 向下的拉力或压力向下的拉力或压力vgR时杆向下拉或管外壁向下压时杆向下拉或管外壁向下压vgR时杆向上推或管内壁向上压时杆向上推或管内壁向上压变式二：变式二：若让小球带上正电，电荷量为若让小球带上正电，电荷量为q，在空，在空间加一个竖直方向、电场强度为间加一个竖直方向、电场强度为E的匀强电场，的匀强电场，要小球能做完整的圆周运动，小球的初速度要小球能做完整的圆周运动，小球的初速度v0为为多大？多大？Rv0O热点探究热点探究热点二：竖直面内的圆周运动热点二：竖直面内的圆周运动情况一：若电场方向向下，则：情况一：若电场方向向下，则：2v

9、mgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情况二：若电场方向向上且情况二：若电场方向向上且mgqE，则：，则：2vmgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情况三：若电场方向向上且情况三：若电场方向向上且mg0mgmgqEvmgmgqEvmgmgqEv0变式三：变式三：若让小球带上正电，电荷量为若让小球带上正电，电荷量为q，在虚线右边空间加一个，在虚线右边空间加一个水平向右、电场强度为水平向右、电场强度为E=3mg/4q的匀强电场，的匀强电场，mg qEROv0222(1) ()()vmgqEmR22011(1 sin )(1 cos )22qERmgRmvmvmg q

10、E(1)(1)要使小球做完整的圆周运动，小球的要使小球做完整的圆周运动，小球的 初速度为多大？初速度为多大？(2)(2)运动中轨道对小球的最大压力多大？运动中轨道对小球的最大压力多大？22011(2)(1 sin )(1 cos )22mqERmgRmvmv222()()mvNqEmgmR处理粒子在电场和重力场的复合场中运动的几个要点：处理粒子在电场和重力场的复合场中运动的几个要点：1 1、用等效的方法理解、用等效的方法理解“最高点最高点”和和“最低点最低点”： 在在“最高点最高点”：重力和电场力的合力方向指向圆心：重力和电场力的合力方向指向圆心 在在“最低点：重力和电场力的合力的反方向指向圆

11、心最低点：重力和电场力的合力的反方向指向圆心2 2、无支撑恰能过、无支撑恰能过“最高点最高点”的条件：的条件： 弹力弹力N=0N=0，向心力由重力和电场力的合力提供。，向心力由重力和电场力的合力提供。3 3、应用动能定理时要注意找准电场力和重力方向上的位移。、应用动能定理时要注意找准电场力和重力方向上的位移。如图所示，如图所示，AB为一块金属板，其边长为为一块金属板，其边长为a，在距，在距A点点 处开处开有一小孔，板的上方有一边长为有一小孔，板的上方有一边长为a的正三角形有界匀强磁场，的正三角形有界匀强磁场，A点的正下方有一个正电荷，由于金属板的作用，正电荷产生的点的正下方有一个正电荷，由于金

12、属板的作用，正电荷产生的电场不能进入金属板的上方。另有一带电量为电场不能进入金属板的上方。另有一带电量为+q的粒子从距的粒子从距A点正下方点正下方 处以初速度处以初速度v0水平射出后，能沿如图水平射出后，能沿如图 的虚线做圆周运动并穿过小孔进入磁场，不计的虚线做圆周运动并穿过小孔进入磁场，不计 重力，静电力恒量为重力，静电力恒量为K，求：，求：ABCD3 / 2a3 / 2a热点探究热点探究热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动（1 1）A A处的正电荷所带的电荷量；处的正电荷所带的电荷量；（2 2）要使粒子能从）要使粒子能从ACAC射出，求匀强磁射出，求匀强

13、磁 场的磁感应强度场的磁感应强度B B的取值。的取值。v0变式一：变式一：若磁感应强度若磁感应强度B为定值，正为定值，正电荷以不同的速度从电荷以不同的速度从D点垂直点垂直AB射入，射入，要使粒子能从要使粒子能从AC射出，求入射速度射出，求入射速度的取值。的取值。ABCD变式二：变式二：若正电荷从若正电荷从AB中点以相同中点以相同速度速度v0沿不同方向入射，要使所有电沿不同方向入射，要使所有电荷能从荷能从AB边射出，求磁感应强度边射出，求磁感应强度B的取值。的取值。ABC热点探究热点探究热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动临界条件的确定：临界条件的确定： 作圆

14、与边界的切线作圆与边界的切线主要错因：主要错因： 1、轨迹画反（洛仑兹力判反）、轨迹画反（洛仑兹力判反） 2、作图不规范（不用圆规作图）、作图不规范（不用圆规作图） 3、三角函数不过关、三角函数不过关多个粒子在同一磁场中的运动处理方法多个粒子在同一磁场中的运动处理方法 作动态圆作动态圆热点探究热点探究热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动热点三：带电粒子在电磁场中的圆周运动如图所示的空间分为如图所示的空间分为I、两个区域，边界两个区域，边界AD与边界与边界AC的夹角的夹角为为300，边界，边界AC与与MN平行，平行，I、区域均存在磁感应强度大小为区域均存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，的匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，区域宽度为区域宽度为d，边界，边界AD上的上的P点与点与A点间距离为点间距离为2d一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为+q的粒子以速度的粒子以速度v=2Bqd/m，沿纸面与边界，沿纸面与