匀速圆周运动之绳杆模型汇总ppt课件.ppt

考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验第第3讲匀速圆周运动及其应用讲匀速圆周运动及其应用考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1匀速圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动角速度、线速度、向心加速度 ( (考纲要求考纲要求) )考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(1)定义定义：做圆周运动的物体，若在相等：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长的时间内通过的圆弧长_，就是匀，就是匀速圆周运动速圆周运动(2)特点特点：加速度大小：加速度大小_ ，方向始终，方向始终指向指向_ ，是变加速运动，是变加速运动(3)条件条件：合外力大小：合外力大小_ 、方向始终、方向始终与与_方向垂直且指向圆心方向垂直且指向圆心相等相等不变不变圆心圆心不变不变速度速度考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验2描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周 期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如 下表：下表：考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验快慢快慢转动快慢转动快慢一周一周圈数圈数方向方向快慢快慢R2考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1作用效果作用效果 产生向心加速度，只改变速度的产生向心加速度，只改变速度的_，不改变速度的，不改变速度的_.2大小大小匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力(考纲要考纲要始终沿半径方向指向始终沿半径方向指向_ ，时刻在改，时刻在改变，即向心力是一个变力变，即向心力是一个变力来源来源向心力可以由一个力提供，也可以由几向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的个力的_提供，还可以由一个力的提供，还可以由一个力的_提供提供.4m2r圆心圆心合力合力分力分力方向方向大小大小考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1定义定义：做：做_的物体，在所受合外力突然消失或的物体，在所受合外力突然消失或 不足以提供圆周运动不足以提供圆周运动_的情况下，就做逐渐的情况下，就做逐渐 远离圆心的运动远离圆心的运动2本质本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿 着着_飞出去的倾向飞出去的倾向3受力特点受力特点离心运动离心运动(考纲要求考纲要求) )当当F _时，物体做匀速圆周运动；时，物体做匀速圆周运动；当当F0时，物体沿时，物体沿_飞出；飞出；当当F _时，物体逐渐远离圆心，时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图为实际提供的向心力，如图431所所示示图图431圆周运动圆周运动所需向心力所需向心力圆周切线方向圆周切线方向mr2mr2切线方向切线方向考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是 ()考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案D考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验图图432所示是一个玩具陀螺所示是一个玩具陀螺A、B和和C是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表稳定旋转时，下列表述正确的是述正确的是 ()AA、B和和C三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等BA、B和和C三点的角速度相等三点的角速度相等CA、B的角速度比的角速度比C的大的大DC的线速度比的线速度比A、B的大的大图图4322解析解析A、B和和C均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度角速度都为陀螺旋转的角速度，B对、对、C错三点的运动错三点的运动半径关系半径关系rArBrC，据，据vr可知，三点的线速度关系可知，三点的线速度关系vAvBvC，A、D错错答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周，转动周期为期为2 s，则，则 ()A角速度为角速度为0.5 rad/sB转速为转速为0.5 r/s答案答案BCD3考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如图如图433所示，水平转台上放着一枚硬所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是是 ()图图433A受重力和台面的支持力受重力和台面的支持力B受重力、台面的支持力和向心力受重力、台面的支持力和向心力C受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力D受重力、台面的支持力和静摩擦力受重力、台面的支持力和静摩擦力解析解析重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指向转轴向转轴答案答案D4. 考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如图如图434是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动对于摩托车滑动的问题，下列速度，摩托车将发生滑动对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是论述正确的是 ()图图4345考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验A摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B摩托车所受外力的合力小于所需的向心力摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C摩托车将沿其线速度的方向与半径向外的方向沿直线滑去摩托车将沿其线速度的方向与半径向外的方向沿直线滑去D摩托车将沿其半径方向沿直线滑去摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析解析本题考查圆周运动的规律和离心现象摩托车只受重本题考查圆周运动的规律和离心现象摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错项错误；摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合误；摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力，力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，间做离心曲线运动，C、D项错误项错误答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验在分析传动装置的物理量时，要抓住不等量和相等量的关在分析传动装置的物理量时，要抓住不等量和相等量的关系，表现为：系，表现为：(1)同一转轴的各点角速度同一转轴的各点角速度相同，而线速度相同，而线速度vR与半径与半径R成正比，向心加速度大小成正比，向心加速度大小aR2与半径与半径r成正比成正比考点一在传动装置中各物理量之间的关系考点一在传动装置中各物理量之间的关系考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如图如图435所示是自行车传动结构的示意图，其中所示是自行车传动结构的示意图，其中是是半径为半径为R1的大齿轮，的大齿轮，是半径为是半径为R2的小齿轮，的小齿轮，是半径为是半径为R3的后轮，假设脚踏板的转速为的后轮，假设脚踏板的转速为n，则自行车前进的速度，则自行车前进的速度为为()【典例【典例1】图图435考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如图如图436所示为某一皮带传动装所示为某一皮带传动装置主动轮的半径为置主动轮的半径为r1，从动轮的半，从动轮的半径为径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转已知主动轮做顺时针转动，转速为速为n，转动过程中皮带不打滑下列，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是说法正确的是 ()A从动轮做顺时针转动从动轮做顺时针转动B从动轮做逆时针转动从动轮做逆时针转动【变式变式1】图图436考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案BC考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考点二考点二 匀速圆周运动的实例分析（小专题）匀速圆周运动的实例分析（小专题）【典例典例2】“飞车走壁飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来如图来如图437所示，已知桶壁的倾角为所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量为，车和人的总质量为m，做圆周运动的半，做圆周运动的半径为径为r.若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是的摩擦力，下列说法正确的是 ()图图437考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验思路导图思路导图考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案AC考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验解决圆周运动问题的主要步骤解决圆周运动问题的主要步骤 (1)(1)审清题意，确定研究对象；审清题意，确定研究对象；(2)(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；期、轨道平面、圆心、半径等；(3)(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；的来源；(4)(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程根据牛顿运动定律及向心力公式列方程考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(2011天津联考天津联考)铁路转弯处的弯道半径铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设的设计不仅与计不仅与r有关还与火车在弯道上的行驶速度有关还与火车在弯道上的行驶速度v有关下有关下列说法正确的是列说法正确的是 ()A速率速率v一定时，一定时，r越小，要求越小，要求h越大越大B速率速率v一定时，一定时，r越大，要求越大，要求h越大越大C半径半径r一定时，一定时，v越小，要求越小，要求h越大越大D半径半径r一定时，一定时，v越大，要求越大，要求h越大越大【变式变式2】考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案AD考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图438所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的圆周的圆周运动设内外路面高度差为运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为，路基的水平宽度为d，路面，路面的宽度为的宽度为L.已知重力加速度为已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横要使车轮与路面之间的横向摩擦力向摩擦力(即垂直于前进方向即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车等于零，则汽车转弯时的车速应等于速应等于 ()【变式变式3】图图438考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(1)模型概述模型概述在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动至轨道最高点时的在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类一是无支撑受力情况可分为两类一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道如球与绳连接，沿内轨道的的“过山车过山车”等等)，称为，称为“绳绳(环环)约束模型约束模型”，二是有支撑，二是有支撑(如球与如球与杆连接，在弯管内的运动等杆连接，在弯管内的运动等)，称为，称为“杆杆(管道管道)约束模型约束模型”(2)临界问题分析临界问题分析物体在竖直平面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运物体在竖直平面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大最大”“最小最小”“刚好刚好”等等词语，现就两种模型分析比较如下：词语，现就两种模型分析比较如下：5.坚直平面内圆周运动的绳、杆模型坚直平面内圆周运动的绳、杆模型考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验 如图如图439所示，质量为所示，质量为60 kg的体操运动的体操运动员，做员，做“单臂大回环单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动此过程中，展身体，以单杠为轴做圆周运动此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为(忽忽略空气阻力，略空气阻力，g10 m/s2) ()A.600 N B2 400 NC3 000 N D3 600 N【典例典例】 图图439考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验关键点：运动员以单杠为轴做圆周运动关键点：运动员以单杠为轴做圆周运动属于竖直面内圆周运动的杆模型属于竖直面内圆周运动的杆模型牛顿第二定律和机械能守恒定律牛顿第二定律和机械能守恒定律自己试一试！自己试一试！教你审题教你审题考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验单击此处进入单击此处进入 高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验