《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第4章 第3讲

曲线运动万有引力与航天第四章第3讲圆周运动栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、描述圆周运动的物理量物理量定义、物理意义公式、单位线速度v(1)物体沿圆周通过的______与所用时间的比值(2)描述物体沿圆周运动的快慢(3)矢量，方向沿圆弧切线方向v＝______单位：____角速度ω(1)物体与圆心连线转过的________与所用时间的比值(2)描述物体绕圆心转动的快慢ω＝______单位：____弧长

m/s

角度

rad/s

一周

圈数

快慢

圆心

m/s2

2．(2017届盐城模拟)如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则(

)A．ωP＜ωQ，vP＜vQ

B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ

D．ωP＝ωQ，vP＞vQ【答案】B【解析】由于P、Q两点属于同轴转动，因此P、Q两点的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由v＝ωr可知，Q点的线速度大，即vP＜vQ.二、匀速圆周运动与向心力1．匀速圆周运动(1)定义：质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间内通过的____________相等，质点的运动就是匀速圆周运动．(2)特点：加速度大小________，方向始终指向______，是变加速运动．(3)条件：合外力大小______，方向始终与______方向垂直并指向圆心．圆弧长度不变圆心不变速度方向大小mω2r

圆心合力分力夯基题组3．(2017年重庆模拟)如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是(

)A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用B．小球做圆周运动的半径为LC．θ越大，小球运动的速度越大D．θ越大，小球运动的周期越大【答案】C三、非匀速圆周运动1．定义：线速度的大小、________均发生变化的圆周运动．2．合力的作用：变速圆周运动的合力不指向圆心，合外力产生两个方面的效果(1)合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度，Ft＝mat，它只改变速度的______．(2)合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的方向．3．特点：合外力、向心力、加速度、向心加速度、线速度的大小和方向均发生变化，周期、角速度发生变化．方向大小夯基题组4．(2017广东六校联考)如图所示，汽车以某一速率通过半圆形拱桥顶点，下列关于汽车在该处受力的说法正确的是(

)A．汽车受重力、支持力、向心力B．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力C．汽车的向心力就是重力D．汽车受的重力和支持力的合力充当向心力【答案】D【解析】向心力是按效果命名的力，汽车在拱桥顶，汽车受的重力和支持力的合力提供向心力，D正确，A、B、C错误．四、离心现象1．定义：做__________的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动____________的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种现象叫做离心现象．2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着________________飞出去的倾向．3．受力特点当F＝________时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿__________飞出；当F<________时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图所示．圆周运动所需向心力圆周切线方向mω2r

切线方向mω2r夯基题组5．(2017届广东模拟)甲、乙两物体，甲放在广州，乙放在北京，它们随着地球一起绕地轴转动，下列说法正确的是(

)A．它们的周期相等，甲的角速度较大B．乙的角速度较小，甲的线速度较大C．它们的角速度和线速度均相等D．它们的角速度相等，乙的线速度较小【答案】D【解析】甲、乙两物体都在随着地球一起做圆周运动，所以它们的周期相同，角速度也相同，A错误．甲、乙两物体都在随着地球一起做圆周运动，角速度相同，但甲在广州，做圆周运动的半径比乙的大，线速度比乙的大，所以B错误．由B的分析可知，角速度相同，但甲的线速度较大，所以C错误．由B、C的分析可知，D正确．6．(2017届郴州模拟)科幻电影《星际穿越》中描述了空间站中模拟地球上重力的装置．这个模型可以简化为如图所示的环形实验装置，外侧壁相当于“地板”．让环形实验装置绕O点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g，装置的外半径为R)(

)【答案】A考点各个击破2考点1描述圆周运动的各物理量间的关系例1

(2017届上海校级模拟)如图所示的靠轮传动装置中右轮半径为2r，a为它边缘上的一点，b为轮上的一点，b距轴为r.左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，d为它边缘上的一点，小轮的半径为r，c为它边缘上的一点．若传动中靠轮不打滑，则(

)A．b点与d点的线速度大小相等B．a点与c点的线速度大小相等C．c点与b点的角速度大小相等D．a点与d点的向心加速度大小之比为1∶4练1

(2017届南通模拟)图示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则(

)A．ω1＜ω2，v1＝v2B．ω1＞ω2，v1＝v2C．ω1＝ω2，v1＞v2D．ω1＝ω2，v1＜v2【答案】A易错警示——忽视圆周运动的周期性此类问题的解决，关键是正确分析物体的运动过程，抓住等时性(即运动时间相等)和圆周运动的周期性的特点．考点2圆周运动中的多解问题例2

(2014年天津卷)半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴转动，A为圆盘边缘上一点，在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h＝__________，圆盘转动的角速度大小ω＝___________.【答案】D圆周运动的周期性常会带来多解性，处理多解性问题关键是找到两个运动形式的等时性，由于涉及的两个物体的运动是同时进行的，因此求解的基本思路是依据等时性建立等式求出待求量．1．圆周运动的一般分析方法和步骤：确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心和半径，对物体进行受力分析，采用正交分解法，确定向心力的来源．2．以做圆周运动的物体所在位置为坐标原点，建立沿半径指向圆心方向(径向方向)和垂直于半径方向(切线方向)的坐标轴，将各力分解到这两个方向上．径向方向的力只改变速度的方向，切线方向的力只改变速度的大小，故径向合外力提供向心力．对匀速圆周运动，F切＝0，F合＝F径＝F向；对变速圆周运动，F切≠0，F径＝F向≠F合．考点3水平面内的圆周运动练3

(多选)(2017届保山校级三模)中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是(

)A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低【答案】AC【解析】汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动；故A正确，B错误；汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧(东)高外侧(西)低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致．故C正确，D错误.

竖直平面内的圆周运动，是典型的变速圆周运动．中学物理通常研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现有关最高点的临界问题．并伴有“最大”“最小”“恰好”等词语.微讲堂＋竖直平面内做圆周运动的绳、杆模型练4

(2017届普陀二模)如图甲，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上．现使小球在竖