高中物理复习4-3第3讲圆周运动课件

第3讲圆周运动课

程

标

准素

养

目

标会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动．知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向．探究影响向心力大小的因素．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力．了解生产生活中的离心现象及其产生的原因．物理观念：知道描述圆周运动的物理量的概念．科学思维：(1)掌握线速度、角速度、向心加速度的公式并能灵活应用．(2)会分析圆周运动的向心力来源，掌握圆周运动的动力学问题的分析方法．科学态度与责任：通过生活实例，培养运用物理知识解决实际问题的能力．考点一考点一圆周运动的运动学问题【必备知识·自主落实】1．匀速圆周运动：(1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长________，就是匀速圆周运动．

实质是匀速率圆周运动(2)速度特点：速度的大小________．方向始终与半径垂直．相等不变2．描述圆周运动的物理量：物理量定义、意义公式、单位线速度描述做圆周运动的物体沿圆弧运动______的物理量(v)角速度描述物体绕圆心________的物理量(ω)快慢m/s转动快慢rad/s周期物体沿圆周运动________的时间(T)向心加速度(1)描述速度______变化快慢的物理量(an)(2)方向指向________一周s方向圆心rω2m/s2

答案：D

2．(多选)[2024·云南大理模拟]绿水青山就是金山银山，为践行低碳生活的理念，自行车已成为主要绿色交通工具之一．图示为自行车的传动结构的核心部件，大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，已知三个点的半径关系为rC＝2rA＝4rB，如图所示，当大齿轮匀速转动时，下列说法正确的是(

)A.A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4B.A、B、C三点的角速度大小之比为2∶1∶1C.A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8D.A、B、C三点的转速之比为2∶1∶1答案：AC解析：大、小齿轮通过链条传动，则A、B两点线速度大小相等，由v＝rω可知，角速度之比为1∶2，小齿轮和后轮同轴转动，则B、C两点角速度大小相等，线速度大小之比为1∶4，故A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4，三点的角速度大小之比为1∶2∶2，A正确，B错误；由a＝rω2可知，A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8，C正确；由ω＝2πn可知，转速与角速度成正比，故A、B、C三点的转速之比为1∶2∶2，D错误．

答案：B

3．分析圆周传动问题要“看”“找”“选”考点二

方向大小mrω2圆心2．离心运动和近心运动(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做____________的运动．(2)受力特点(如图)①当F＝0时，物体沿________方向飞出，做匀速直线运动．②当0<F<mrω2时，物体逐渐________圆心，做________运动．③当F>mrω2时，物体逐渐____________，做________运动．(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力________做匀速圆周运动需要的向心力．逐渐远离圆心切线远离离心向圆心靠近近心小于3．变速圆周运动中合力、向心力的特点(如图)(1)与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at，改变线速度的大小，当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动，反向时做减速圆周运动．(2)指向圆心的分力Fn提供向心力，产生向心加速度an，改变线速度的________．方向【关键能力·思维进阶】1．常见圆周运动情景中向心力来源图示运动模型飞机水平转弯火车转弯圆锥摆向心力的来源运动模型飞车走壁汽车在水平路面转弯水平转台向心力的来源2.圆周运动动力学问题的分析思路

答案：C

答案：D

例3如图所示，竖直细杆O点处固定有一水平横杆，在横杆上有A、B两点，且OA＝AB，在A、B两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球a和b，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则a、b两球稳定时的位置关系可能正确的是(

)答案：C

例4[2024·浙江台州模拟]如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，圆心均为点O.在某时刻，细线同时断裂，两物体做平抛运动，同时落在水平面上的同一点．连接A、B的细线长度分别为10l、5l，A、B圆周运动的半径分别为6l、4l，则O点到水平面的高度为(忽略物体的大小和细线质量)(

)A．6l

B．10lC．12l

D．15l答案：C

答案：B

答案：A

情境2问天实验舱——模型建构、科学思维典例2如图甲所示，在问天实验舱中的变重力科学实验柜，可为科学实验提供零重力到两倍重力范围的高精度模拟重力环境，用以研究不同重力环境下的科学现象．变重力科学实验柜的主要装置是如图乙所示的两套离心机．离心机旋转过程中，由于惯性作用，实验载荷会有沿着旋转半径向外飞出的趋势，可以等效为物体在圆周运动中受到一个与向心力等大反向的“离心力”，而这个“离心力”就可以用来模拟物体受到的重力．某次实验中，需要给距离圆心450mm的实验载荷模拟2g的重力环境(g取9.8m/s2)，则离心机的转速最接近以下哪个值(

)A．0.1r/sB．1r/sC．10r/sD．100r/s答案：B解析：向心力为m(2πn)2r＝m·2g，得n≈1.1r/s，最接近1r/s.故选B.情境3轿厢自转式摩天轮——模型建构、科学思维典例3甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴O转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样．如果大转轮绕转轴O顺时针匀速旋转，则轿厢厢体(

)A．轿厢厢体自转方向为顺时针方向B．轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等C．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样D．丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力均相同答案：C解析：轿厢厢体自转方向为逆时针方向，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样，A错误；根据v＝ωr，轿厢厢体边沿各点和大转轮边沿各点角速度相同，前者到转轴O的距离大于后者到转轴O的距离，轿厢厢体边沿各点的线速度大于大转轮边沿各