人教版高考总复习一轮物理精品课件 第4单元 曲线运动 万有引力与航天 第11讲 圆周运动.ppt

第11讲圆周运动

落实基础主干突破命题视角目录索引核心素养7实验6核心素养8命题热点(四)

落实基础主干

一、圆周运动1.匀速圆周运动(1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的弧长相等,其所做的运动就是匀速圆周运动。(2)速度特点:速度的大小不变,方向始终与半径垂直。

2.描述圆周运动的物理量

二、匀速圆周运动的向心力1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小。3.方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力。4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由一个力的分力提供。

三、离心现象1.定义:做圆周运动的物体,在所受合力突然消失或不足以提供做圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。3.受力特点(如图所示)(1)当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动;(2)当F=0时,物体沿切线方向飞出;(3)当Fmω2r时,物体逐渐远离圆心,F为实际提供的向心力。

[练一练]1.判断下列说法对错(1)物体做匀速圆周运动时,其角速度是不变的。()(2)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。()(3)做匀速圆周运动的物体,当合力突然减小时,物体将沿切线方向飞出。()(4)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动,这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。()√×××

2.(2023浙江桐乡茅盾中学期中)如图所示,A、B、C三点为塑封机手压杆上的点,A在杆的顶端,O为杆转动的轴,且AB=BC=CO。在杆向下转动的过程中,下列说法正确的是()A.A、B两点线速度大小之比为1∶3B.B、C两点周期之比为1∶2C.A、B两点角速度之比为3∶2D.B、C两点的线速度大小之比为2∶1D

解析因A、B、C三点为同轴转动,可知周期和角速度都相等,即B、C两点周期之比为1∶1,A、B两点角速度之比为1∶1,B、C错误;根据v=ωr可知A、B两点线速度大小之比为3∶2,B、C两点的线速度大小之比为2∶1,A错误,D正确。

3.(多选)铁轨弯道处外轨总是略高于内轨,这样可使列车以规定速度通过弯道时内外轨道均不受侧向挤压,保证行车安全,其简化模型如图所示,则下列说法正确的是()A.若要增大列车转弯时的规定速度,在设计铁路时可适当增大弯道处内外轨道的高度差B.列车以规定速度转弯时,受重力、支持力和向心力C.列车转弯时的速度大于规定速度时,列车将侧向挤压外轨D.只要列车转弯时速度足够小,内外轨道就不会受到侧向挤压AC

解析设轨道平面的倾斜角为θ,列车以规定速度转弯时,受重力mg和轨道平面的支持力FN,如图所示,由重力和支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律可得F=mgtanθ=m,可知,若要增大列车转弯时的规定速度,则要增大轨道平面的倾斜角θ,即在设计铁路时可适当增大弯道处内外轨道的高度差,故A正确,B错误;列车转弯时的速度大于规定速度时,列车有做离心运动的趋势,列车将侧向挤压外轨,故C正确;列车转弯时的速度小于规定的速度,有做向心运动的趋势,列车轮缘将挤压内轨道,故D错误。

突破命题视角

考点一描述圆周运动的物理量1.匀速圆周运动各物理量间的关系

2.常见的三类传动方式及特点(1)皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB。(2)摩擦传动和齿轮传动:如图丙、丁所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB。

(3)同轴传动:如图戊、己所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,即ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比。

典例天宫空间站天和核心舱的机械臂,长度约10m,是我国自主研发的七自由度系统,与同样属于七自由度系统的人的手臂一样灵活和机动。如图所示,A、B、C是三个主要关节支点,P为BC臂上的一点,机械臂整体以A支点为轴抬起,则下列说法正确的是()A.作业过程中P与B线速度大小一定相等B.作业过程中P与B线速度方向一定相同C.作业过程中P与B角速度大小一定相等D.作业过程中P与B加速度大小一定相等C

解析由于P、B两点为同轴传动,所以两点的角速度相同,P、B两点的半径不确定是否相同,故A错误,C正确;线速度的方向为该点与原圆心连线的垂直方向上,由于P、B两点与圆心连线不重合,故B错误;根据圆周运动加速度公式a=ω2r,P、B的r不确定是否相同,故D错误。

变式练(2023浙江五湖联盟高三选考模拟)我国汉代一幅表现纺织女纺纱的壁画记载了我国古代劳动人民的智慧,如图甲所示。图乙是一种手摇纺车的示意图,一根绳圈连着一个直径较大的纺轮和一个直径很小的纺锤,纺轮和可转动的摇柄共轴,转