【优化方案】高考物理总复习 第4章第三节 圆周运动课件 大纲

第三节圆周运动第三节圆周运动基础知识梳理课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练基础知识梳理3．周期和频率：描述物体绕圆心__________的物理量．转动快慢4．向心加速度：描述_____________变化快慢的物理量．线速度方向5．向心力：作用效果产生_____________，F＝ma.向心加速度思考感悟1．由a＝v2/r和a＝ω2r得出a与r既成正比，又成反比的结论是否正确？二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较项目匀速圆周运动非匀速圆周运动定义线速度___________的圆周运动线速度大小______的圆周运动运动特点F、a、v均大小不变，方向变化，ω不变F、a、v大小、方向均发生变化，ω发生变化向心力F＝F合由F合沿半径方向的分力提供大小不变变化名师点拨：匀速圆周运动既不是速度不变，也不是匀变速曲线运动，而是变加速曲线运动．三、离心运动1．定义：做______运动的物体，在合力__________或者__________提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐________圆心的运动．2．原因：做圆周运动的物体，由于本身的_______，总有沿着圆周______方向飞出去的倾向．圆周突然消失不足以远离惯性切线3．供需关系与运动如图4－3－1所示，F为实际提供的向心力，则：图4－3－1(1)当__________时，物体做匀速圆周运动；(2)当_________时，物体沿切线方向飞出；(3)当___________时，物体逐渐远离圆心；(4)当___________时，物体逐渐靠近圆心．思考感悟2．物体做离心运动是受到了离心力的作用吗？提示：不是，而是物体受到的力小于所需向心力的缘故．F＝mω2rF＝0F<mω2rF>mω2r课堂互动讲练2．传动装装置特点点(1)同轴传动动：固定定在一起起共轴转转动的物物体上各各点角速速度相同同；(2)皮带传动动：不打打滑的摩摩擦传动动和皮带带(或齿轮)传动的两两轮边缘缘上各点点线速度度大小相相等．特别提醒醒：(1)在讨论v、ω、r三者关系系时，应应采用控控制变量量法，即即保持其其中一个个量不变变来讨论论另外两两个量的的关系．．(2)在处理传传动装置置中各量量间的关关系时，，应首先先明确传传动的方方式及传传动的特特点．1.(2011年山东泰泰安模拟拟)如图4－3－2所示，两两个啮合合齿轮，，小齿轮轮半径为为10cm，大齿轮轮半径为为20cm，大齿轮轮中C点离圆心心O2的距离为为10cm，A、B分别为两两个齿轮轮边缘上上的点，，则A、B、C三点的()A．线速度度之比为为1∶1∶1B．角速度度之比为为1∶1∶1C．向心加加速度之之比为4∶2∶1D．转动周周期之比比为2∶1∶1图4－3－2即时应用二、圆周周运动中中的动力力学分析析1．向心力力的来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、弹弹力、摩摩擦力等等各种力力，也可可以是几几个力的的合力或或某个力力的分力力，因此此在受力力分析中中要避免免再另外外添加一一个向心心力．2．向心力力的确定定(1)确定圆周周运动的的轨道所所在的平平面，确确定圆心心的位置置．(2)分析物体体的受力力情况，，找出所所有的力力沿半径径方向指指向圆心心的合力力就是向向心力．．3．解决圆圆周运动动问题的的主要步步骤(1)审清题意意，确定定研究对对象；(2)分析物体体的运动动情况，，即物体体的线速速度、角角速度、、周期、、轨道平平面、圆圆心、半半径等；；(3)分析物体体的受力力情况，，画出受受力示意意图，确确定向心心力的来来源；(4)据牛顿运运动定律律及向心心力公式式列方程程；(5)求解、讨讨论．特别提醒醒：(1)无论匀速速圆周运运动还是是非匀速速圆周运运动，沿沿半径指指向圆心心的合力力均为向向心力．．(2)当采用正正交分解解法分析析向心力力的来源源时，做做圆周运运动的物物体在坐坐标原点点，一定定有一个个坐标轴轴沿半径径指向圆圆心2．(2011年湖南省桃源源一中月考)如图4－3－3所示，在匀速速转动的水平平圆盘上，沿沿半径方向放放着用细线相相连的质量相相等的两个物物体A和B，它们与盘间间的摩擦因数数相同，当圆盘盘转动到两个个物体刚好还未发发生滑动时，，烧断细线，两两个物体的运动情况是()即时应用图4－3－3A．两物体沿切切向方向滑动动B．两物体均沿沿半径方向滑滑动，离圆盘盘圆心越来越越远C．两物体仍随随圆盘一起做做圆周运动，，不发生滑动动D．物体B仍随圆盘一起起做匀速圆周周运动，物体体A发生滑动，离离圆盘圆心越越来越远解析：选D.在圆盘上，角角速度相同，，由F＝mω2r可知，在质量量相同的情况况下，A需要的向心力力更多，所以以D正确．三、竖直面内内圆周运动的的临界问题分分析物体在竖直面面内做的圆周周运动是一种种典型的变速速曲线运动，，该类运动常常有临界问题题，并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语，常分分析两种模型型——轻绳模型和轻轻杆模型，分分析比较如下下：3．有一长度为为L＝0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为为m＝3.0kg的小球，如图图4－3－4所示，小球以以O点为圆心在竖竖直平面内做做圆周运动，，通过最高点点时小球的速速度是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆杆OA受到()A．6.0N的拉力B．6.0N的压力C．24N的拉力D．24N的压力即时应用图4－3－4经典题型探究例1解决圆周运动问题的常用方法题型一(2009年高考广东卷)如图4－3－5所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半．内壁上有一质量为m的小物块．求：图4－3－5(1)当筒筒不不转转动动时时，，物物块块静静止止在在筒筒壁壁A点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小；；(2)当物物块块在在A点随随筒筒匀匀速速转转动动，，且且其其受受到到的的摩摩擦擦力力为为零零时时，，筒筒转转动动的的角角速速度度．．【思路路点点拨拨】对物物块块进进行行受受力力分分析析，，分分别别根根据据共共点点力力平平衡衡和和圆圆周周运运动动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．．图4－3－6图4－3－7【答案案】见解解析析【规律律总总结结】解答答有有关关圆圆周周运运动动问问题题时时，，首首先先必必须须做做好好关关键键的的几几步步：：(1)对研研究究对对象象受受力力分分析析，，确确定定好好向向心心力力的的来来源源．．(2)确定定圆圆周周运运动动的的轨轨迹迹和和半半径径．．(3)应用用相相关关的的力力学学规规律律列列方方程程求求解解．．例2竖直面内的圆周运动问题题型二如图图4－3－8所示示，，LMPQ是光光滑滑轨轨道道，，LM水平，长长为5.0m，MPQ是一半径径为R＝1.6m的半圆，，QOM在同一竖竖直线上上，在恒恒力F作用下，，质量m＝1kg的物体A由静止开开始运动动，当达达到M时立即停停止用力力．欲使A刚好能通通过Q点，则力F大小为多多少？(g取10m/s2)图4－3－8图4－3－9【答案】8N【规律总结结】(1)正确理解解A物体“刚好能通通过Q点”含义是解解决本题题的关键键．常用用来表达达临界状状态的词词语还有有“恰好”“恰能”“至少”“至多”等，同学学们在审审题时必必须高度度注意．．小球沿沿圆弧M→P→Q通过最高高点Q时，应服服从圆周周运动的的规律，，即应从从向心力力与线速速度的关关系求解解小球经经过Q点的临界界速度．．(2)圆周运动动常与机机械能守守恒定律律、动能能定理、、电荷在在磁场中中的偏转转等知识识相联系系，构成成综合性性较强的的题目．．例3圆周运动的临界问题分析题型三【思路点拨拨】当小球做做圆周运运动的速速度v足够大时时，小球球有可能能脱离圆圆锥体表表面，因因此应当当求出临临界速度度，然后后对(1)、(2)问中的速速度下小小球的运运动情况况做出判判断．图4－3－10解题样板板规范步步骤，该该得的分分一分不不丢！如图4－3－11甲所示，，小球在在锥面上上运动，，当支持持力FN＝0时，小球球只受重重力mg和线的拉拉力FT的作用，，其合力力F应沿水平平面指向向轴线，，由几何何关系知知F＝mgtan30°①(1分)图4－3－11【答案】(1)1.03mg(2)2mg【规律总结结】有关圆周周运动的的临界问问题一般般有两类类，一类类是提供供向心力力的某个个力出现现临界值值；另一一类是物物体的速速度出现现临界值值．有些些题目是是根据临临界状态态列方程程求解，，有些题题目是根根据跨越越临界点点后物体体所处状状态或运运动规律律列方程程求解．．如图4－3－12所示，用用细绳一一端系着着的质量量为M＝0.6kg的物体A静止在水水平转盘盘上，细细绳另一一端通过过转盘中中心的光