《高考物理沖刺專題復習課件第五章 第五講 圓周運動及應用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理沖刺專題復習課件第五章 第五講 圓周運動及應用（74頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 一 描述圓周運動的物理量及其相互關系描述圓周運動的物理量主要有線速度 角速度 周期 轉(zhuǎn)速 向心加速度 向心力等 現(xiàn)比較如下表 相切 快慢 圈數(shù) 轉(zhuǎn)動快慢 方向 方向 圓心 圓心 大小 二 勻速圓周運動與非勻速圓周運動兩種運動具體比較如下表 三 離心運動和近心運動1 離心運動 1 本質(zhì) 離心現(xiàn)象是慣性的表現(xiàn) 離心運動并非沿半徑方向飛出的運動 而是運動的半徑變大 或沿切線方向飛出 離心運動并不是受到什么離心力的作用 2 受力特點 當F 時 物體做勻速圓周運動 當F 0時 物體沿飛出 當F mr 2時 物體逐漸遠圖4 3 1離圓心 F為實際提供的向心力 如圖4 3 1所示 mr 2 切線 2 向心運動當提供向心力的合外力大于做圓周運動所需向心力時 即Fmr 2 物體漸漸向圓心運動 如圖4 3 1所示 特別提醒 物體的運動狀態(tài)是由力決定的 物體做離心運動還是近心運動 關鍵是看提供的向心力和所需向心力的大小關系 1 如圖4 3 2為一種早期的自行車 這種不帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大 這樣的設計在當時主要是為了 圖4 3 2 A 提高速度B 提高穩(wěn)定性C 騎行方便D 減小阻力 解析 人蹬自行車的角速度與自行車前輪相同 根據(jù)v r 前輪的半徑很大 其線速度也很大 可以提高自行車前進的速度 選項A正確 答案 A 2 如圖4 3 3為質(zhì)點P Q做勻速圓周運動的加速度隨半徑變化的圖線 表示質(zhì)點P的圖線是雙曲線 表示質(zhì)點Q的圖線是過原點的一條直線 由圖線可知 圖4 3 3A 質(zhì)點P的線速度大小不變B 質(zhì)點P的角速度大小不變C 質(zhì)點Q的角速度隨半徑變化D 質(zhì)點Q的線速度大小不變 答案 A 3 關于向心力的說法中正確的是 A 物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個指向圓心的力就是向心力B 向心力不能改變做圓周運動物體的速度大小C 做勻速圓周運動的物體 其向心力是不變的D 做圓周運動的物體 其所受外力的合力的方向一定指向圓心 解析 向心力時刻指向圓心 其方向一定是改變的 C錯誤 因向心力與速度方向垂直 故向心力不改變物體速度的大小 B正確 只有做勻速圓周運動的物體 其合外力才始終指向圓心 D錯誤 物體因受到指向圓心的力而做圓周運動 A錯誤 答案 B 4 如圖4 3 4所示 一小球用細繩懸掛于O點 將其拉離豎直位置一個角度后釋放 則小球以O點為圓心做圓周運動 運動中小球所需向心力是 A 繩的拉力圖4 3 4B 重力和繩拉力的合力C 重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D 重力沿繩方向的分力 解析 分析向心力來源時就沿著半徑方向求合力即可 注意作出正確的受力分析圖 如圖所示 對小球進行受力分析 它受到重力和繩子的拉力作用 向心力是指向圓心方向的合力 因此 它可以是小球所受合力沿繩方向的分力 也可以是各力沿繩方向的分力的合力 答案 C 5 下列關于離心現(xiàn)象的說法正確的是 A 當物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象B 做勻速圓周運動的物體 當它所受的一切力都消失時 它將做背離圓心的圓周運動C 做勻速圓周運動的物體 當它所受的一切力都突然消失時 它將沿切線做直線運動D 做勻速圓周運動的物體 當它所受的一切力都突然消失時 它將做曲線運動 解析 物體做勻速圓周運動時 合外力必須滿足物體所需要的向心力F m 2r 若F 0 物體由于慣性而沿切線飛出 若F m 2r 物體由于慣性而遠離圓心 并不是受到離心力作用 所以A B D均錯 C正確 答案 C 6 如圖4 3 5所示 在傾角為 30 的光滑斜面上 有一根長為L 0 8m的細繩 一端固定在O點 另一端系一質(zhì)量為m 0 2kg的小球 小圖4 3 5球沿斜面做圓周運動 試計算 g 10m s2 1 小球通過最高點A的最小速度 2 若細繩的抗拉力為Fmax 10N 小球在最低點B的最大速度是多少 答案 1 2m s 2 6m s 典例啟迪 例1 2011 桂林質(zhì)檢 某種變速自行車 有六個飛輪和三個鏈輪 如圖4 3 6所示 鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示 前 后輪直徑約為660mm 人騎該種自行車行進速度為4m s時 腳踩踏板做勻速圓周運動的角速度最小值約為 A 1 9rad sB 3 8rad sC 6 5rad sD 7 1rad s 圖4 3 6 思路點撥 解答本題時應把握好以下幾個關系 1 后輪與飛輪的角速度相等 2 鏈輪與飛輪邊緣線速度相等 3 當飛輪齒數(shù)取最小值 鏈輪齒數(shù)取最大值時 腳踏板的角速度有最小值 答案 B 歸納領悟 兩種常見的傳動裝置特點 1 同軸傳動 固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點角速度相同 2 皮帶傳動 不打滑的摩擦傳動和皮帶 或齒輪 傳動的兩輪邊緣上相接觸各點線速度大小相等 題組突破 1 如圖4 3 7所示 靠摩擦傳動做勻速轉(zhuǎn)動的大 小兩輪接觸面互不打滑 大輪半徑是小輪半徑的2倍 A B分別為大 小輪邊緣上的點 C為大輪上一條半徑的中點 則 圖4 3 7 A 兩輪轉(zhuǎn)動的角速度相等B 大輪轉(zhuǎn)動的角速度是小輪的2倍C 質(zhì)點加速度aA 2aBD 質(zhì)點加速度aB 4aC 答案 D 2 如圖4 3 8所示為某一皮帶傳動裝置 主動輪的半徑為r1 從動輪的半徑為r2 已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)速為n 轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑 下列說法正確的是 圖4 3 8 答案 B 典例啟迪 例2 某橋面設計行車速度每小時100公里 假設一輛質(zhì)量m 2 0t的小轎車 駛過半徑R 90m的一段圓弧形橋面 重力加速度g 10m s2 求 1 若橋面為凹形 小轎車以20m s的速度通過橋面最低點時 對橋面壓力是多大 2 若橋面為凸形 小轎車以10m s的速度通過橋面最高點時 對橋面壓力是多大 3 小轎車以多大速度通過凸形橋面頂點時 對橋面剛好沒有壓力 思路點撥 分析小轎車所在處轎車的受力情況 根據(jù)沿半徑方向的合外力提供向心力列式求解 再應用牛頓第三定律求出小轎車對橋面的壓力 答案 1 2 89 104N 2 1 78 104N 3 30m s 歸納領悟 輕繩 輕桿 兩種模型比較 題組突破 3 如圖4 3 9所示 在雙人花樣滑冰運動中 有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面 目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時和水平冰面圖4 3 9的夾角約為30 重力加速度為g 估算該女運動員 答案 B 4 在高速公路的拐彎處 通常路面都是外高內(nèi)低 如圖4 3 10所示 在某路段汽車向左拐彎 司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些 汽車的運動可看成是做半徑為R的圓周運動 設內(nèi)外路面高度差為h 路基的水平寬度為d 路面的寬度為L 已知重力加速度為g 要使車輪與路面之間的橫向摩擦力 即垂直于前進方向 等于零 則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應等于 答案 B 5 如圖4 3 11所示 小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動 內(nèi)側(cè)壁半徑為R 小球半徑為r 則下列說法正確的是 圖4 3 11 答案 C 典例啟迪 例3 如圖4 3 12所示 在光滑的圓錐體頂端用長為l的細線懸掛一質(zhì)量為m的小球 圓錐體固定在水平面上不動 其軸線沿豎直方向 母線與軸線之間的夾角為30 小球以速率v繞圖4 3 12圓錐體軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運動 思路點撥 當小球做圓周運動的速率v足夠大時 小球有可能脫離圓錐體表面 因此應當求出臨界速度 然后對 1 2 問中的速度下小球的運動情況做出判斷 答案 1 1 03mg 2 2mg 歸納領悟 1 先確定臨界值v0 再對v1 v2所對應的情況做出判斷 可以減少解題的盲目性 少走彎路 2 當小球與圓錐面脫離后 線與豎直方向的夾角發(fā)生了變化 應重新設角度 題組突破 6 2011 蕪湖模擬 如圖4 3 13所示 物塊在水平圓盤上 與圓盤一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動 下列說法中正確的是 A 物塊處于平衡狀態(tài)圖4 3 13B 物塊受三個力作用C 在角速度一定時 物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠 物塊越不容易脫離圓盤D 在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時 物塊運動周期越小 越不容易脫離圓盤 答案 B 7 如圖4 3 14所示 用細繩一端系著的質(zhì)量為M 0 6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上 細繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m 0 3kg的小球B A的重心到O點的距離為0 2m 若A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為Ff 2N 為使小球B圖4 3 14保持靜止 求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度 的取值范圍 取g 10m s2 解析 要使B靜止 A必須相對于轉(zhuǎn)盤靜止 具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度 A需要的向心力由繩的拉力和靜摩擦力合成 角速度取最大值時 A有離心趨勢 靜摩擦力指向圓心O 角速度取最小值時 A有向心運動的趨勢 靜摩擦力背離圓心O 對于B FT mg 對于A FT Ff Mr 12或FT Ff Mr 22 解得 1 6 5rad s 2 2 9rad s所以2 9rad s 6 5rad s 答案 2 9rad s 6 5rad s 12分 一內(nèi)壁光滑的環(huán)形圓管位于豎直平面內(nèi) 環(huán)的半徑為R 比圓管的半徑大得多 圓管中有兩個直徑與圓管內(nèi)徑相同的小球A B 可視為質(zhì)點 已知A球的質(zhì)量為m1 B球的質(zhì)量為m2 它們沿環(huán)形圓管順時針運動 經(jīng)過最低點時的速度都為v0 設A球運動到最低點時 B球恰好運動到最高點 若要此時兩球作用于圓管的合力為零 那么m1 m2 R與v0應滿足什么關系 自主嘗試 試一試 能否做到正確解答 點擊下圖進入 創(chuàng)新演練 大沖關 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全