2022年高考物理一轮复习-第4章-曲线运动-万有引力与航天-基础课时10-圆周运动课件.ppt

基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练基础课时基础课时10圆周运动圆周运动第一页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练知识梳理知识梳理知识点一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度知识点一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度1.匀速圆周运动匀速圆周运动(1)定定义义：做做圆圆周周运运动动的的物物体体，若若在在相相等等的的时时间间内内通通过过的的圆圆弧弧长长_，就是匀速，就是匀速圆圆周运周运动动。(2)特点：加速度大小特点：加速度大小_，方向始，方向始终终指向指向_，是，是变变加速运加速运动动。(3)条件：合外力大小条件：合外力大小_、方向始、方向始终终与与_方向垂直且指向方向垂直且指向圆圆心。心。相等相等不不变变圆圆心心不不变变速度速度第二页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练2.描述匀速圆周运动的物理量描述匀速圆周运动的物理量快慢快慢转动转动快慢快慢一圈一圈方向方向m/srad/ss2rm/s2圆圆心心第三页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练思考思考如图如图1为一辆自行车传动装置的结构图，观察自行车是怎样用链条传为一辆自行车传动装置的结构图，观察自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的。动来驱动后轮前进的。图图1(1)同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同？同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同？(2)两两个个齿齿轮轮相相比比较较，其其边边缘缘的的线线速速度度是是否否相相同同？角角速速度度是是否否相相同同，转转速速是是否相同？否相同？第四页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练分力分力圆圆心心m2r合力合力大小大小方向方向第五页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练思考思考如图如图2所示，圆盘上物体随圆盘一起匀速转动，在光滑漏斗内壁上，小所示，圆盘上物体随圆盘一起匀速转动，在光滑漏斗内壁上，小球做匀速圆周运动。球做匀速圆周运动。图图2(1)它们运动所需要的向心力分别由什么力提供？它们运动所需要的向心力分别由什么力提供？(2)计计算算圆圆盘盘上上物物体体所所受受的的向向心心力力和和漏漏斗斗内内壁壁上上小小球球的的角角速速度度分分别别需需要要知道哪些信息？知道哪些信息？第六页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练知识点三、离心现象知识点三、离心现象1.定定义义：做做_的的物物体体，在在所所受受合合外外力力突突然然消消失失或或不不足足以以提提供供圆圆周运周运动动所需所需_的情况下，就做逐的情况下，就做逐渐远渐远离离圆圆心的运心的运动动。2.本质：本质：做做圆圆周运周运动动的物体，由于本身的的物体，由于本身的惯惯性，性，总总有沿着有沿着圆圆周周_飞飞出去的出去的趋势趋势。3.受力特点受力特点当当F_时时，物体做匀速，物体做匀速圆圆周运周运动动；当当F0时时，物体沿，物体沿_方向方向飞飞出；出；当当F_时时，物物体体逐逐渐渐远远离离圆圆心心，F为为实实际际提提供供的的向向心心力力，如如图图3所示。所示。图图3圆圆周运周运动动向心力向心力切切线线方向方向m2r切切线线m2r第七页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练诊断自测诊断自测 1.(多多选选)下下列列关关于于做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体所所受受向向心心力力的的说说法法正正确的是确的是()A.因因向向心心力力总总是是沿沿半半径径指指向向圆圆心心，且且大大小小不不变变，故故向向心心力力是是一个恒力一个恒力B.因因向向心心力力指指向向圆圆心心，且且与与线线速速度度方方向向垂垂直直，所所以以它它不不能能改改变线变线速度的大小速度的大小C.物体所受的合外力物体所受的合外力D.向心力和向心加速度的方向都是不向心力和向心加速度的方向都是不变变的的第八页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练解解析析做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体所所受受的的向向心心力力是是物物体体所所受受的的合合外外力力，由由于于指指向向圆圆心心，且且与与线线速速度度垂垂直直，不不能能改改变变线线速速度度的的大大小小，只只用用来来改改变变线线速速度度的的方方向向，向向心心力力虽虽大大小小不不变变，但但方方向向时时刻刻改改变变，不不是是恒恒力力，由由此产生的向心加速度也是变化的，所以此产生的向心加速度也是变化的，所以A、D错误，错误，B、C正确。正确。答案答案BC第九页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练2.如如图图4所所示示，洗洗衣衣机机脱脱水水筒筒在在转转动动时时，衣衣服服贴贴靠靠在在匀匀速速转动转动的的圆圆筒内壁上而不掉下来，筒内壁上而不掉下来，则则衣服衣服()图图4A.受到重力、受到重力、弹弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用力、静摩擦力和离心力四个力的作用B.所需的向心力由重力提供所需的向心力由重力提供C.所需的向心力由所需的向心力由弹弹力提供力提供D.转转速越快，速越快，弹弹力越大，摩擦力也越大力越大，摩擦力也越大解解析析衣衣服服只只受受重重力力、弹弹力力和和静静摩摩擦擦力力三三个个力力作作用用，A错错误误；衣衣服服做做圆圆周周运运动动的的向向心心力力为为它它所所受受到到的的合合力力，由由于于重重力力与与静静摩摩擦擦力力平平衡衡，故故弹弹力力提提供供向向心心力力，即即FNm2r，转转速速越越大大，FN越越大大，C正正确确，B、D错误。错误。答案答案C第十页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练3.(多多选选)如如图图5为为A、B两两物物体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的向向心心加加速速度度a的的大大小小随随半径半径r变变化的化的图图象，其中象，其中A为为双曲双曲线线的一个分支，由的一个分支，由图图可知可知()图图5A.A物体运物体运动动的的线线速度大小不速度大小不变变B.A物体运物体运动动的角速度不的角速度不变变C.B物体运物体运动动的角速度不的角速度不变变D.B物体运物体运动动的的线线速度大小不速度大小不变变第十一页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案AC第十二页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练4.(多多选选)(2016江江苏苏无无锡锡模模拟拟)如如图图6所所示示，当当正正方方形形薄薄板板绕绕着着过过其其中中心心O与板垂直的与板垂直的转动轴转动时转动轴转动时，板上，板上A、B两点的两点的()图图6第十三页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案AD第十四页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练5.摆摆式式列列车车是是集集电电脑脑、自自动动控控制制等等高高新新技技术术于于一一体体的的新新型型高高速速列列车车，如如图图7所所示示，当当列列车车转转弯弯时时，在在电电脑脑控控制制下下，车车厢厢会会自自动动倾倾斜斜，抵抵消消离离心心力力的的作作用用。行行走走在在直直线线上上时时，车车厢厢又又恢恢复复原原状状，实实现现高高速速行行车车，并并能能达达到到既既安安全全又又舒舒适适的的要要求求。假假设设有有一一超超高高速速列列车车在在水水平平面面内内行行驶驶，以以360 km/h的的速速度度拐拐弯弯，由由列列车车上上的的传传感感器器测测得得一一个个质质量量为为50 kg的的乘乘客客在在拐拐弯弯过过程程中中所所受受合合力力为为500 N，则则列列车车的的拐拐弯弯半半径径为为()图图7第十五页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练A.500 m B.1 km C.1.5 km D.2 km答案答案B第十六页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练考点一圆周运动中的运动学分析考点一圆周运动中的运动学分析1.对公式对公式vr的理解的理解当当r一定一定时时，v与与成正比；成正比；当当一定一定时时，v与与r成正比；成正比；当当v一定一定时时，与与r成反比。成反比。第十七页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练图图8A.A点与点与C点的角速度大小相等点的角速度大小相等B.A点与点与C点的点的线线速度大小相等速度大小相等C.B点与点与C点的角速度大小之比点的角速度大小之比为为21D.B点与点与C点的向心加速度大小之比点的向心加速度大小之比为为14第十八页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案BD第十九页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练反思提升反思提升常见的三种传动方式及特点常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：皮带传动：如图如图9甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，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，即两轮边缘线速度大小相等，即vAvB。图图9(2)摩擦传动：摩擦传动：如图如图10所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两所示，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，即轮边缘线速度大小相等，即vAvB。第二十页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练图图10图图11(3)同同轴轴传传动动：如如图图11甲甲、乙乙所所示示，绕绕同同一一转转轴轴转转动动的的物物体体，角角速速度度相同，相同，AB，由，由vr知知v与与r成正比。成正比。第二十一页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】1.(2016浙江嘉兴调研浙江嘉兴调研)科技科技馆馆的科普器材中常有如的科普器材中常有如图图12所示的匀速率所示的匀速率的的传动传动装置：在大装置：在大齿轮盘齿轮盘内嵌有三个等大的小内嵌有三个等大的小齿轮齿轮。若。若齿轮齿轮的的齿齿很小，大很小，大齿轮齿轮的半径的半径(内径内径)是小是小齿轮齿轮半径的半径的3倍，倍，则则当大当大齿轮顺齿轮顺时针时针匀速匀速转动时转动时，下列，下列说说法正确的是法正确的是()图图12第二十二页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练A.小小齿轮齿轮逆逆时针转动时针转动B.小小齿轮齿轮每个每个齿齿的的线线速度均相同速度均相同C.小小齿轮齿轮的角速度是大的角速度是大齿轮齿轮角速度的角速度的3倍倍D.大大齿轮齿轮每个每个齿齿的向心加速度大小是小的向心加速度大小是小齿轮齿轮的的3倍倍答案答案C第二十三页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练考点二圆周运动中的动力学分析考点二圆周运动中的动力学分析1.向心力的来源向心力的来源向向心心力力是是按按力力的的作作用用效效果果命命名名的的，可可以以是是重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力等等各各种种力力，也也可可以以是是几几个个力力的的合合力力或或某某个个力力的的分分力力，因因此此在在受受力力分分析中要避免再另外添加一个向心力。析中要避免再另外添加一个向心力。2.向心力的确定向心力的确定(1)确定确定圆圆周运周运动动的的轨轨道所在的平面，确定道所在的平面，确定圆圆心的位置。心的位置。(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆圆心的合力就心的合力就是向心力。是向心力。第二十四页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【例例2】(2016福福建建晋晋江江月月考考)如如图图13所所示示，AB为为竖竖直直转转轴轴，细细绳绳AC和和BC的的结结点点C系系一一质质量量为为m的的小小球球，两两绳绳能能承承受受的的最最大大拉拉力力均均为为2mg。当当AC和和BC均均拉拉直直时时ABC90，ACB53，BC1 m。ABC能能绕绕竖竖直直轴轴AB匀匀速速转转动动，因因而而C球球在在水水平平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动。当当小小球球的的线线速速度度增增大大时时，两两绳绳均均会会被被拉拉断断，则则最最先先被被拉拉断断的的那那根根绳绳及及另另一一根根绳绳被拉断被拉断时时的速度分的速度分别为别为(g取取10 m/s2)()图图13A.AC5 m/s B.BC5 m/sC.AC5.24 m/s D.BC5.24 m/s第二十五页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案B第二十六页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练方法提炼方法提炼“一、二、三、四一、二、三、四”求解圆周运动问题求解圆周运动问题第二十七页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】2.(2016上海金山月考上海金山月考)有一种有一种杂杂技表演叫技表演叫“飞车飞车走走壁壁”，由，由杂杂技演技演员驾驶员驾驶摩托摩托车车沿光滑沿光滑圆圆台形表演台形表演台的台的侧侧壁高速行壁高速行驶驶，在水平面内做匀速，在水平面内做匀速圆圆周运周运动动。图图14中粗中粗线圆线圆表示摩托表示摩托车车的行的行驶轨驶轨迹，迹，轨轨迹离地面迹离地面的高度的高度为为h。如果增大高度。如果增大高度h，则则下列关于摩托下列关于摩托车车说说法正确的是法正确的是()图图14A.对侧对侧壁的壁的压压力力FN增大增大B.做做圆圆周运周运动动的周期的周期T不不变变C.做做圆圆周运周运动动的向心力的向心力F增大增大D.做做圆圆周运周运动动的的线线速度增大速度增大第二十八页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第二十九页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案D第三十页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练考点三圆周运动的实例分析考点三圆周运动的实例分析1.凹形桥与拱形桥模型凹形桥与拱形桥模型第三十一页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练2.火车转弯问题火车转弯问题第三十二页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【例例3】汽汽车车沿沿半半径径为为R的的圆圆形形跑跑道道匀匀速速行行驶驶，设设跑跑道道的的路路面面是是水水平平的的，路路面面作作用用于于车车的的摩摩擦擦力力的的最最大大值值是是车车重重的的1/10，要要使使汽汽车车不不致致冲冲出出圆圆形形跑跑道道，车车速速最最大大不不能能超超过过多多少少？图图15所所示示是是汽汽车车沿沿圆圆形形跑跑道道行行驶驶时时的的背背影影简简图图，试试根根据据图图中中车车厢厢的的倾倾侧侧情情况况和和左左右右轮轮胎胎受受挤挤压压后后的的形形变变情况判断情况判断圆圆形跑道的形跑道的圆圆心位置在左心位置在左侧还侧还是在右是在右侧侧？图图15第三十三页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第三十四页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】3.一一辆辆汽汽车车匀匀速速率率通通过过一一座座圆圆弧弧形形拱拱形形桥桥后后，接接着着又又以以相相同同速速率率通通过过一一圆圆弧弧形形凹凹形形桥桥。设设两两圆圆弧弧半半径径相相等等，汽汽车车通通过过拱拱形形桥桥桥桥顶顶时时，对对桥桥面面的的压压力力FN1为为车车重重的的一一半半，汽汽车车通通过过圆圆弧弧形形凹凹形形桥桥的的最低点最低点时时，对桥对桥面的面的压压力力为为FN2，则则FN1与与FN2之比之比为为()A.31 B.32C.13 D.12解解析析汽汽车车过过圆圆弧弧形形桥桥的的最最高高点点(或或最最低低点点)时时，由由重重力力与与桥桥面面对对汽汽车车的的支支持持力力的的合合力力提提供供向向心心力力。如如图图甲甲所所示示，汽汽车车过过圆圆弧弧形形拱拱形形桥桥的的最最高高点点时时，由由牛牛顿顿第第三三定定律律可可知知，汽汽车车受受桥桥面面对对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，即它的支持力与它对桥面的压力大小相等，即FN1FN1所以由牛顿第二定律可得所以由牛顿第二定律可得第三十五页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练甲甲 乙乙答案答案C第三十六页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练1.如如图图16所所示示，光光滑滑水水平平面面上上，小小球球m在在拉拉力力F作作用用下下做做匀匀速速圆圆周周运运动动。若若小小球球运运动动到到P点点时时，拉拉力力F发发生生变变化化，下下列列关关于于小小球球运运动动情情况况的的说说法正确的是法正确的是()图图16第三十七页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练A.若拉力突然消失，小球将沿若拉力突然消失，小球将沿轨轨迹迹Pa做离心运做离心运动动B.若拉力突然若拉力突然变变小，小球将沿小，小球将沿轨轨迹迹Pa做离心运做离心运动动C.若拉力突然若拉力突然变变大，小球将沿大，小球将沿轨轨迹迹Pb做离心运做离心运动动D.若拉力突然若拉力突然变变小，小球将沿小，小球将沿轨轨迹迹Pc运运动动答案答案A第三十八页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练2.(2016安安徽徽江江淮淮十十校校联联考考)如如图图17所所示示，拖拖拉拉机机后后轮轮的的半半径径是是前前轮轮半半径径的的2倍倍，A和和B是是前前轮轮和和后后轮轮边边缘缘上上的的点点，若若车车行行进进时时轮轮与与路路面面没没有有滑滑动动，则则()图图17A.A点和点和B点的点的线线速度大小之比速度大小之比为为12B.前前轮轮和后和后轮轮的角速度之比的角速度之比为为21C.两两轮转动轮转动的周期相等的周期相等D.A点和点和B点的向心加速度大小相等点的向心加速度大小相等第三十九页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案B第四十页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练3.(多多选选)(2016江江西西上上饶饶中中学学月月考考)火火车车转转弯弯可可近近似似看看成成做做匀匀速速圆圆周周运运动动，当当提提高高火火车车速速度度时时会会使使轨轨道道的的外外轨轨受受损损。为为解解决决火火车车高高速速转转弯弯时时外外轨轨受受损损这这一一难难题题，你你认认为为以以下下措措施施可可行的是行的是()A.减小内、外减小内、外轨轨的高度差的高度差 B.增大内、外增大内、外轨轨的高度差的高度差C.减小弯道半径减小弯道半径 D.增大弯道半径增大弯道半径第四十一页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案BD第四十二页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练4.如如图图18所所示示是是某某课课外外研研究究小小组组设设计计的的可可以以用用来来测测量量转转盘盘转转速速的的装装置置。该该装装置置上上方方是是一一与与转转盘盘固固定定在在一一起起有有横横向向均均匀匀刻刻度度的的标标尺尺，带带孔孔的的小小球球穿穿在在光光滑滑细细杆杆上上与与一一轻轻弹弹簧簧相相连连，弹弹簧簧的的另另一一端端固固定定在在转转动动轴轴上上，小小球球可可沿沿杆杆自自由由滑滑动动并并随随转转盘盘在在水水平平面面内内转转动动。当当转转盘盘不不转转动动时时，指指针针指指在在O处处，当当转转盘盘转转动动的的角角速速度度为为1时时，指指针针指指在在A处处，当当转转盘盘转转动动的的角角速速度度为为2时时，指指针针指指在在B处处，设设弹弹簧簧均均没没有有超超过过弹弹性性限限度度。则则1与与2的比的比值为值为()图图18第四十三页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案B第四十四页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练5.(多多选选)如如图图19所所示示，在在光光滑滑的的横横杆杆上上穿穿着着两两质质量量分分别别为为m1、m2的的小小球球，小球用小球用细线连细线连接起来，当接起来，当转转台匀速台匀速转动时转动时，下列，下列说说法正确的是法正确的是()图图19A.两小球速率必相等两小球速率必相等B.两小球角速度必相等两小球角速度必相等C.两小球加速度必相等两小球加速度必相等D.两小球到两小球到转轴转轴距离与其距离与其质质量成反比量成反比第四十五页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案BD第四十六页，编辑于星期六：一点 四十五分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第四十七页，编辑于星期六：一点 四十五分。