2014届高考物理第一轮复习指导课件28曲线运动万有引力定律.ppt

第四章第四章 曲线运动万有引力定律曲线运动万有引力定律第三讲圆周运动的基本规律及应用第三讲圆周运动的基本规律及应用考纲展示1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度()2.匀速圆周运动的向心力()3.离心现象()复习目标1.知道描述圆周运动的物理量掌握各物理量之间的关系Zxx k2.理解物体做匀速圆周运动的条件，明确向心力是效果力会分析和解决圆周运动问题3.知道离心运动以及产生离心运动的条件会根据离心运动产生条件分析解决生产生活中的离心运动问题.知识点一描述匀速圆周运动的物理量快慢快慢转动快慢转动快慢一周一周圈数圈数r2方向方向大小大小圆心圆心mr2rr22涉及圆周运动的传动方式图解传动类型图示结论共轴传动运动特点：转动方向相同；定量关系：A点和B点转动的周期相同，角速度相同，A点和B点的线速度与其半径成正比皮带(链条)传动运动特点：两轮的转动方向与皮带的绕行方式有关，可同向转动，也可反向转动；定量关系：由于A、B两点相当于皮带上的不同位置的点，所以它们的线速度必然相同，二者角速度与其半径成反比，周期与其半径成正比3.圆周运动的周期性由于圆具有中心对称的特点，故物体每转一周，该物体又回到原处，所以物体在某处出现所需的时间应为周期的整数倍，解题时，应注意圆周运动的多解问题1如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b和c三点的线速度大小相等Bb、c两点的线速度始终相同Cb、c两点的角速度比a的大Db、c两点的加速度比a点的大解析：当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，a半径小，线速度要比b、c的小，A、C错；b、c两点的线速度大小始终相同，但方向不相同，B错；由a2r可得b、c两点的加速度比a点的大，D对Zx x k答案：D知识点二匀速圆周运动和非匀速圆周运动1匀速圆周运动(1)定义：线速度的圆周运动(2)性质：向心加速度大小 ，方向总是 的变加速曲线运动(3)质点做匀速圆周运动的条件合力 不变，方向始终与速度方向且指向圆心大小不变大小不变不变不变指向圆心指向圆心大小大小垂直垂直2非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均的圆周运动(2)合力的作用合力沿速度方向的分量F产生切向加速度，Fma，它只改变速度的 合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fnman，它只改变速度的发生变化发生变化大小大小方向方向竖直面内圆周运动问题分析物体在竖直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，并有“最大”、“最小”、“刚好”等词语，常有两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：答案：答案：B 知识点三离心运动和近心运动1离心运动(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所需的情况下，所做的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 ，总有沿着圆周飞出去的倾向圆周运动圆周运动向心力向心力惯性惯性切线方向切线方向(3)受力特点当Fm2r时，物体做 运动；当F0时，物体沿 方向飞出；当Fm2r时，物体逐渐 圆心，做离心运动2近心运动当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时，即Fm2r，物体将逐渐 圆心，做近心运动匀速圆周匀速圆周切线切线远离远离靠近靠近3下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象Zx x kB做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线方向飞出D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析：物体做匀速圆周运动时，合外力必须满足物体所需要的向心力Fm2r.若F0，物体由于惯性而沿切线飞出，若Fm2r，物体由于惯性而远离圆心，并不是受到离心力作用所以A、B、D均错，C正确答案：C如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r01.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边沿接触当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力自行车车轮的半径R135 cm，小齿轮的半径R24.0 cm，大齿轮的半径R310.0 cm.求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)圆周运动中的运动学问题 解答本题时应注意以下三点：(1)大齿轮与小齿轮是链条传动；(2)小齿轮与车轮之间是同轴传动；(3)车轮与摩擦小轮之间是摩擦传动解析：大、小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边沿各点的线速度大小相等，由v2nr可知转速n和半径r成反比；小齿轮和车轮同轴转动，两轮上各点的转速相同大齿轮与小齿轮转速之间的关系为：n1n小R2R3.车轮与小齿轮之间的转速关系为：n车n小车轮与摩擦小轮之间的关系为：n车n2r0R1.由以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间的转速之比为：n1n22175.答案：2175【变式训练】1.如图所示，A、B是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA2RB，则两轮边缘上的()A角速度之比AB21B周期之比TATB12C转速之比nAnB12D向心加速度之比aAaB21答案：答案：C (2013长春模拟)“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度不变，则下列说法中正确的是圆周运动的动力学问题 A摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大B摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大C摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功越多D摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小解析：经分析可知向心力由重力及侧壁对摩托车弹力的合力提供，因摩托车和演员整体做匀速圆周运动，所受合外力等于向心力，重力及侧壁对摩托车弹力的合力不变，向心力不变，选项A错误；摩托车做圆周运动的H越高，轨道半径越大，由向心力公式可知，线速度越大，选项B正确；由于向心力与速度方向垂直，向心力不做动，选项C错误；摩托车对侧壁的压力不随高度H变化，选项D错误答案：B【变式训练】2.(2013南昌一模)如图所示是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP2mQ，当整个装置以匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时()A两球受到的向心力大小相等BP球受到的向心力大于Q球受到的向心力C当增大时，P球将沿杆向外运动D当增大时，Q球将沿杆向外运动Zx x k解析：两球之间用一条轻绳连接，两球所受拉力大小相等，两球受到的向心力大小相等，选项A正确，B错误；由向心力公式Fmr2，当增大时，P球和Q球都不动，选项C、D错误答案：A如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内A通过最高点C时，对管壁上部压力为3 mg，B通过最高点C时，对管壁下部压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离竖直面内的圆周运动 分别对两球受力分析，列出对应的牛顿第二定律方程，求出速度，然后由平抛运动的规律列式求解答案：答案：3R 【变式训练】3.如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力下列说法中正确的是()A半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大B半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小C半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大D半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小答案：答案：AD 平抛运动与圆周运动问题综合分析 小物体与皮带的运动方向相同物体离开传送带后做平抛运动传送带的线速度大小为v11R1 m/s.传送带的线速度大小为v22R7 m/s.04 rad/s内平抛运动的位移不变，结合可知小物体一直做匀减速运动随的增大s增大，说明平抛的初速度增大，即达共同速度后要一起运动一段时间28 rad/s水平位移不变，说明小物体一直加速运动答案：答案：(1)正确匀加速运动正确匀加速运动(2)5 m/s0.2(3)1.25 m 【变式训练】4.(2012福建高考)如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径R0.5 m，离水平地面的高度H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s0.4 m设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2.求：Zx x k(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数.答案：答案：(1)1 m/s(2)0.2 活页作业（十二）谢谢观看！谢谢观看！