第3讲-圆周运动课件.ppt

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1、1创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点第第3讲讲圆圆周运周运动动2创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点一、匀速圆周运动一、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_，就就是是匀匀速速圆圆周周运运动动。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。知识要点知识要点相等相等不不变变圆圆心心不不变变速度速度3创新设计创新设计知识梳理 双基过

2、关课堂互动 研透考点二、角速度、线速度、向心加速度二、角速度、线速度、向心加速度4创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点三、匀速圆周运动的向心力三、匀速圆周运动的向心力1.作用效果：向心力作用效果：向心力产产生向心加速度，只改生向心加速度，只改变变速度的速度的_，不改，不改变变速度的速度的_。3.方向：始方向：始终终沿半径指向沿半径指向_方向，方向，时时刻在改刻在改变变，即向心力是一个，即向心力是一个变变力。力。4.来来源源：向向心心力力可可以以由由一一个个力力提提供供，也也可可以以由由几几个个力力的的_提提供供，还还可可以以由一个力的由一个力的_提供。提供。方向方向大小大小m2

3、r圆圆心心合力合力分力分力5创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点四、离心现象四、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周运运动动所所需需_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。圆圆周运周运动动向心力向心力6创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.如如图图1所所示示，a、b是是地地球球表表面面上上不不同同纬纬度度上上的的两两个个点点，如如果果把把地地球球看看做做是是一一个个球体，球体，a、b两点随地球自两点随地球自转转做匀速做匀速圆圆周运周运动动，这这两个点具有大

4、小相同的两个点具有大小相同的()图图1A.线线速度速度 B.加速度加速度C.角速度角速度 D.轨轨道半径道半径答案答案C基础诊断基础诊断7创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多选多选)一一质质点做匀速点做匀速圆圆周运周运动动，其，其线线速度大小速度大小为为4 m/s，转动转动周期周期为为2 s，则则()答案答案BCD8创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.人人教教版版必必修修2P25T3改改编编如如图图2所所示示，小小物物体体A与与水水平平圆圆盘盘保保持持相相对对静静止止，跟跟着着圆盘圆盘一起做匀速一起做匀速圆圆周运周运动动，则则A受力情况是受力情况是

5、()A.重力、支持力重力、支持力B.重力、向心力重力、向心力C.重力、支持力、指向重力、支持力、指向圆圆心的摩擦力心的摩擦力D.重力、支持力、向心力、摩擦力重力、支持力、向心力、摩擦力答案答案C图图29创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点4.如如图图3所所示示为为公公路路自自行行车车赛赛中中运运动动员员在在水水平平路路面面上上急急转转弯弯的的情情景景，运运动动员员在在通通过过弯弯道道时时如如果果控控制制不不当当会会发发生生侧侧滑滑而而摔摔离离正正常常比比赛赛路路线线，将将运运动动员员与与自自行行车车看看做做一一个个整整体体，下下列列论论述述正正确确的是的是()A.运运动员转动员

6、转弯所需向心力由地面弯所需向心力由地面对车轮对车轮的支持力与重力的合力提供的支持力与重力的合力提供B.运运动员转动员转弯所需向心力由地面弯所需向心力由地面对车轮对车轮的摩擦力提供的摩擦力提供C.发发生生侧侧滑是因滑是因为为运运动员动员受到的合力方向背离受到的合力方向背离圆圆心心D.发发生生侧侧滑是因滑是因为为运运动员动员受到的合外力大于所需的向心力受到的合外力大于所需的向心力图图310创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案B11创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点圆周运动的运动学问题圆周运动的运动学问题12创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考

7、点3.常见传动方式及特点常见传动方式及特点(1)同同轴传动轴传动：固定在一起共：固定在一起共轴转动轴转动的物体上各点角速度相同。的物体上各点角速度相同。(2)皮皮带带传传动动、齿齿轮轮传传动动和和摩摩擦擦传传动动：皮皮带带(或或齿齿轮轮)传传动动和和不不打打滑滑的的摩摩擦擦传传动动的的两两轮边缘轮边缘上各点上各点线线速度大小相等。速度大小相等。13创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例例1】(2019浙浙江江十十校校联联盟盟3月月适适应应性性考考试试)如如图图4所所示示是是一一种种古古老老的的舂舂米米机机。舂舂米米时时，稻稻谷谷放放在在石石臼臼A中中，横横梁梁可可以以绕绕O转

8、转动动，在在横横梁梁前前端端B处处固固定定一一舂舂米米锤锤，脚脚踏踏在在横横梁梁另另一一端端C点点往往下下压压时时，舂舂米米锤锤便便向向上上抬抬起起。然然后后提提起起脚脚，舂舂米米锤锤就就向向下下运运动动，击击打打A中中的的稻稻谷谷，使使稻稻谷谷的的壳壳脱脱落落，稻稻谷谷变变为为大大米米。已已知知OCOB，则则在横梁在横梁绕绕O转动过转动过程中程中()A.B、C的向心加速度相等的向心加速度相等B.B、C的角速度关系的角速度关系满满足足BCC.B、C的的线线速度关系速度关系满满足足vBvCD.舂米舂米锤击锤击打稻谷打稻谷时对时对稻谷的作用力大于稻谷稻谷的作用力大于稻谷对对舂米舂米锤锤的作用力的作

9、用力图图414创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析由由图图可可知知，B与与C属属于于共共轴轴转转动动，则则它它们们的的角角速速度度是是相相等等的的，即即CB，向向心心加加速速度度an2r，因因OCOB，可可知知C的的向向心心加加速速度度较较大大，选选项项A、B错错误误；由由于于OCOB，由由vr可可知知C点点的的线线速速度度大大，选选项项C正正确确；舂舂米米锤锤对对稻稻谷谷的的作作用用力力和和稻稻谷谷对对舂舂米米锤锤的的作作用用力力是是一一对对作作用用力力与与反反作作用用力力，二二者者大大小小相相等等，选选项项D错错误。误。答案答案C15创新设计创新设计知识梳理 双基过

10、关课堂互动 研透考点1.(多多选选)(2019安安徽徽合合肥肥模模拟拟)如如图图5所所示示，自自行行车车的的大大齿齿轮轮、小小齿齿轮轮、后后轮轮是是相相互互关关联联的的三三个个转转动动部部分分，它它们们的的边边缘缘有有三三个个点点A、B、C。关关于于这这三三点点的的线线速速度度、角角速速度度、周周期期和和向心加速度的向心加速度的说说法中正确的是法中正确的是()A.A、B两点的两点的线线速度大小相等速度大小相等B.B、C两点的角速度大小相等两点的角速度大小相等C.A、C两点的周期大小相等两点的周期大小相等D.A、B两点的向心加速度大小相等两点的向心加速度大小相等图图516创新设计创新设计知识梳理

11、 双基过关课堂互动 研透考点答案答案AB17创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多多选选)(2019辽辽宁宁丹丹东东质质检检)在在如如图图6所所示示的的齿齿轮轮传传动动中中，三三个个齿齿轮轮的的半半径径之之比比为为236，当当齿齿轮轮转转动动的的时时候候，小小齿齿轮轮边边缘缘的的A点点和和大大齿轮边缘齿轮边缘的的B点点()A.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11B.A点和点和B点的角速度之比点的角速度之比为为11C.A点和点和B点的角速度之比点的角速度之比为为31D.以上三个以上三个选项选项只有一个是正确的只有一个是正确的图图618创新设计创新设计知识

12、梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析题题图图中中三三个个齿齿轮轮边边缘缘线线速速度度大大小小相相等等，A点点和和B点点的的线线速速度度大大小小之之比比为为11，由由vr可可得得，线线速速度度大大小小一一定定时时，角角速速度度与与半半径径成成反反比比，A点点和和B点点角角速速度之比为度之比为31，选项，选项A、C正确，正确，B、D错误。错误。答案答案AC19创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.(多多选选)(2019江江苏苏卷卷，6)如如图图7所所示示，摩摩天天轮轮悬悬挂挂的的座座舱舱在在竖竖直直平平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动。座座舱舱的的质质量量为为m，运运动动

13、半半径径为为R，角角速速度度大大小小为为，重力加速度，重力加速度为为g，则则座座舱舱()图图720创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案BD21创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.向心力的来源向心力的来源(1)向心力的方向沿半径指向向心力的方向沿半径指向圆圆心。心。(2)向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分力。向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分力。圆周运动中的动力学问题圆周运动中的动力学问题22创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.解决圆周运动动力学问题的主要步骤解决圆周运动动力学问题的主要步骤(1)审审清清题题意意

14、，确确定定研研究究对对象象；明明确确物物体体做做圆圆周周运运动动的的所所在在平平面面是是至至关关重重要要的的一一环环；(2)分分析析物物体体的的运运动动情情况况，即即物物体体的的线线速速度度、角角速速度度、周周期期、轨轨道道平平面面、圆圆心心、半径等；半径等；(3)分析物体的受力情况，画出受力示意分析物体的受力情况，画出受力示意图图，确定向心力的来源；，确定向心力的来源；(4)根据牛根据牛顿顿运运动动定律及向心力公式列方程。定律及向心力公式列方程。23创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点图图824创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C25创新设计创新设计

15、知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.如如图图9所所示示，照照片片中中的的汽汽车车在在水水平平路路面面上上做做匀匀速速圆圆周周运运动动，已已知知图图中中双双向向四四车车道道的的总总宽宽度度约约为为15 m，假假设设汽汽车车受受到到的的最最大静摩擦力等于大静摩擦力等于车车重的重的0.7倍，倍，则则运运动动的汽的汽车车()A.所受的合力可能所受的合力可能为为零零B.只受重力和地面支持力作用只受重力和地面支持力作用C.最大速度不能超最大速度不能超过过25 m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供所需的向心力由重力和支持力的合力提供图图926创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点

16、解解析析汽汽车车在在水水平平面面上上做做匀匀速速圆圆周周运运动动，合合外外力力时时刻刻指指向向圆圆心心，拐拐弯弯时时由由静静摩摩擦力提供向心力，因此排除擦力提供向心力，因此排除A、B、D，选项，选项C正确。正确。答案答案C27创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多多选选)(2019四四川川成成都都七七中中5月月测测试试)天天花花板板下下悬悬挂挂的的轻轻质质光光滑滑小小圆圆环环P可可绕绕过过悬悬挂挂点点的的竖竖直直轴轴无无摩摩擦擦地地旋旋转转。一一根根轻轻绳绳穿穿过过P，两两端端分分别别连连接接质质量量为为m1和和m2的的小小球球A、B(m1m2)。设设两两球球同同时时做做

17、如如图图10所所示示的的圆圆锥锥摆摆运运动动，且且在在任任意意时时刻刻两两球均在同一水平面内，球均在同一水平面内，则则()A.两球运两球运动动的周期相等的周期相等B.两球的向心加速度大小相等两球的向心加速度大小相等C.球球A、B到到P的距离之比等于的距离之比等于m2m1D.球球A、B到到P的距离之比等于的距离之比等于m1m2图图1028创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案AC29创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.两类模型两类模型竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动轻绳轻绳模型模型轻轻杆模型杆模型常常见类见类型型均均是没有支撑的小球是没有支撑的小球均

18、均是有支撑的小球是有支撑的小球过过最高点的最高点的临临界条件界条件由小球恰能做由小球恰能做圆圆周运周运动动得得v临临030创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点31创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.分析竖直平面内圆周运动临界问题的思路分析竖直平面内圆周运动临界问题的思路32创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点考向考向【例例3】如如图图11所所示示，长长为为L的的轻轻绳绳一一端端固固定定在在O点点，另另一一端端系系一一小小球球(可可视视为为质质点点)，小小球球在在竖竖直直平平面面内内沿沿逆逆时时针针方方向向做做圆圆周周运运动动。已已知知小小球球

19、运运动动过过程程中中轻轻绳绳拉拉力力F的的大大小小与与绳绳和和竖竖直直方方向向OP的的夹夹角角的的关关系系为为Fbbcos，b为为已已知知的的常常数数，当当地地重重力力加加速速度度为为g，小小球的球的质质量量为为m，则则小球在最低点和最高点的速度分小球在最低点和最高点的速度分别为别为()轻绳模型轻绳模型图图1133创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案A34创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点考向考向【例例4】如如图图12所所示示，在在伦伦敦敦奥奥运运会会体体操操男男子子单单杠杠决决赛赛中中，荷荷兰兰选选手手宗宗德德兰兰德德荣荣获获冠冠军军。若若他他的的质

20、质量量为为70 kg，做做“双双臂臂大大回回环环”，用用双双手手抓抓住住单单杠杠，伸伸展展身身体体，以以单单杠杠为为轴轴做做圆圆周周运运动动。此此过过程程中中，运运动动员员到到达达最最低低点点时时手手臂臂受受的的总总拉拉力至少力至少约为约为(忽略空气阻力，忽略空气阻力，g取取10 m/s2)()轻杆模型轻杆模型A.600 N B.2 400 NC.3 500 N D.4 600 N图图1235创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C36创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.(多多选选)如如图图13所所示示，内内壁壁光光滑滑的的大大圆圆管管，用用一一细细轻

21、轻杆杆固固定定在在竖竖直直平平面面内内；在在管管内内有有一一小小球球(可可视视为为质质点点)做做圆圆周周运运动动。下列下列说说法正确的是法正确的是()A.小球通小球通过过最低点最低点时时，小球，小球对圆对圆管的管的压压力向下力向下B.小球通小球通过过最高点最高点时时，小球，小球对圆对圆管可能无管可能无压压力力C.细细杆杆对圆对圆管的作用力一定大于管的作用力一定大于圆圆管的重力大小管的重力大小D.细细杆杆对圆对圆管的作用力可能会大于管的作用力可能会大于圆圆管和小球的管和小球的总总重力大小重力大小图图1337创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案ABD38创新设计创新设计知识

22、梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多多选选)如如图图14所所示示，竖竖直直放放置置的的光光滑滑圆圆轨轨道道被被固固定定在在水水平平地地面面上上，半半径径r0.4 m，最最低低点点处处有有一一小小球球(半半径径比比r小小很很多多)，现现给给小小球球一一水水平平向向右右的的初初速速度度v0，则则要要使小球不脱离使小球不脱离圆轨圆轨道运道运动动，v0应应当当满满足足(g取取10 m/s2)()图图1439创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案CD40创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点处理生活中的圆周运动问题处理生活中的圆周运动问题要要根根据据题题目目所所给

23、给的的情情景景抓抓住住本本质质，明明确确是是水水平平面面上上的的圆圆周周运运动动还还是是竖竖直直平平面面内内的的圆圆周周运运动动，把把研研究究对对象象抽抽象象成成质质点点，分分析析向向心心力力的的来来源源，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律列列出出动动力力学学方方程程，对对于于竖竖直直平平面面内内的的圆圆周周运运动动判判断断是是否否有有超超重重、失失重重现现象象，或或能能不不能能归归结结为为轻绳模型或轻杆模型。轻绳模型或轻杆模型。生活中的圆周运动生活中的圆周运动(STSE问题问题)41创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例例5】火火车车转转弯弯时时，如如果果铁铁路路弯弯道道的的

24、内内、外外轨轨一一样样高高，则则外外轨轨对对轮轮缘缘(如如图图15甲甲所所示示)挤挤压压的的弹弹力力F提提供供了了火火车车转转弯弯的的向向心心力力(如如图图乙乙所所示示)，但但是是靠靠这这种种办办法法得得到到向向心心力力，铁铁轨轨和和车车轮轮极极易易受受损损。在在修修筑筑铁铁路路时时，弯弯道道处处的的外外轨轨会会略略高高于于内内轨轨(如如图图丙丙所所示示)，当当火火车车以以规规定定的的行行驶驶速速度度转转弯弯时时，内内、外外轨轨均均不不会会受受到到轮轮缘缘的的挤挤压压，设设此此时时的速度大小的速度大小为为v，重力加速度，重力加速度为为g，以下，以下说说法中正确的是法中正确的是()图图1542创

25、新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点43创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C44创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.硬硬盘盘是是电电脑脑主主要要的的存存储储媒媒介介之之一一，由由一一个个或或者者多多个个铝铝制制或或者者玻玻璃璃制制的的碟碟片片组组成成。碟碟片片外外覆覆盖盖有有铁铁磁磁性性材材料料。如如图图16所所示示，电电动动机机使使磁磁盘盘以以5 400 r/min的的转转速速匀匀速速转转动动，磁磁头头在在读读、写写数数据据时时是是不不动动的的，磁磁盘盘每每转转一一圈圈，磁磁头头沿沿半半径径方方向向跳跳动动一一个个磁磁道道。外外磁磁

26、道道某一点某一点P与内磁道某一点与内磁道某一点Q相比，有相比，有()图图16A.nPnQ B.PQ C.vPvQ D.aPaQ45创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析P、Q两两点点同同轴轴转转动动，故故两两点点有有相相同同的的角角速速度度，即即PQ，根根据据2n，有有nPnQ；由由于于P点点的的半半径径大大于于Q点点的的半半径径，根根据据vr，有有vPvQ；根据根据a2r，知选项，知选项D正确。正确。答案答案D46创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(2019辽辽宁宁大大连连模模拟拟)如如图图17所所示示，在在双双人人花花样样滑滑冰冰运运动动中中，有

27、有时时会会看看到到被被男男运运动动员员拉拉着着的的女女运运动动员员离离开开地地面面在在空空中中做做圆圆锥锥摆摆运运动动的的精精彩彩场场面面，目目测测体体重重为为G的的女女运运动动员员做做圆圆锥锥摆摆运运动动时时和和水水平平冰冰面面的的夹夹角角约约为为30，重重力力加加速速度度为为g，估估算算知知该该女运女运动员动员()图图17A.受到的拉力受到的拉力为为G B.受到的拉力受到的拉力为为2GC.向心加速度向心加速度为为3g D.向心加速度向心加速度为为2g47创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案B48创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.如如图图18所所示示，杂杂技技演演员员表表演演水水流流星星节节目目。一一根根长长为为L的的细细绳绳两两端端系系着着盛盛水水的的杯杯子子，演演员员握握住住绳绳中中间间，随随着着演演员员的的抡抡动动，杯杯子子在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动，杯杯子子运运动动中中水水始始终终不不会会从从杯杯子子洒洒出出，设设重重力力加加速速度度为为g，则则杯杯子子运运动动到到最最高高点点的的角速度角速度至少至少为为()图图1849创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案B50本节内容结束