圆周运动 高考.ppt

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1、 补充：补充：在研究平抛运动在研究平抛运动 的实验的实验中，用一张印有小方格中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的纸记录轨迹，小方格的边长的边长L=1.25cm，若小，若小球在平抛运动途中的几球在平抛运动途中的几个位置如图个位置如图1-4(2)-6所示所示，a、b、c、d所示，则所示，则小球平抛的初速度的计小球平抛的初速度的计算式为算式为v0=_(用用L、g表示表示)，其值是，其值是_.(取取g=9.8ms2)图1-4(2)-61一、一、匀速圆周运动概念匀速圆周运动概念1.定义定义:相等的时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动相等的时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动.2.特点特点:a.a.速度

2、速度大小不变大小不变,速度方向速度方向时刻时刻变化变化.b.b.不是不是匀速运动匀速运动,是是变速变速运动运动.c.c.是匀变速度曲线运动吗？是匀变速度曲线运动吗？不是！是变加速曲线运动不是！是变加速曲线运动.22.2.对于匀速圆周运动的说法对于匀速圆周运动的说法正确正确的是的是()()A.A.匀速圆周运动是匀速运动匀速圆周运动是匀速运动 B.B.匀速圆周运动是变速运动匀速圆周运动是变速运动 C.C.匀速圆周运动的线速度不变匀速圆周运动的线速度不变 D.D.匀速圆周运动的角速度不变匀速圆周运动的角速度不变1.1.对于做匀速圆周运动的物体对于做匀速圆周运动的物体,下列说法下列说法不正确不正确的是

3、的是 ()()A.A.相同时间内通过的路程相等相同时间内通过的路程相等.B.B.相等时间内通过的弧长相等相等时间内通过的弧长相等.C.C.相等时间内发生的位移相等相等时间内发生的位移相等.D.D.相等时间内转过的角度相等相等时间内转过的角度相等.BDBDC C3二、二、描述匀速圆周运动快慢的几个物理量描述匀速圆周运动快慢的几个物理量1.线速度线速度:a.大小大小:即即:通过的通过的弧长长度弧长长度与与所用时间所用时间的比值的比值.b.方向方向:圆周上圆周上某点的切线方向某点的切线方向.c.线速度越大线速度越大,运动越快运动越快.2.角速度角速度:a.计算计算:即即:转过的角度转过的角度(弧度制

4、)与所用时间的比与所用时间的比值值.b.做匀速圆周运动的物体上各点的角速度相等做匀速圆周运动的物体上各点的角速度相等.c.角速度越大角速度越大,运动越快运动越快.44.4.频率（频率（f),f),单位单位：（：（HZ=HZ=r/sr/s):):单位时间内转过的圈数单位时间内转过的圈数 a.a.计算计算:即即:周期的倒数周期的倒数.b.b.频率越大频率越大,运动越快运动越快.3.3.周期（周期（T T），单位：秒（），单位：秒（S S）a.a.即即:运动一周所用的时间运动一周所用的时间.b.b.周期越短周期越短,运动越快运动越快.5.转速转速n：质点在：质点在单位时间内单位时间内沿圆周运动的沿圆

5、周运动的圈数圈数，单位是：单位是：r/s 实际中实际中转速转速常常指做圆周运动的物体指做圆周运动的物体每分钟每分钟转过的转过的圈数圈数，单位是：，单位是：r/min注意：注意：频率和转速频率和转速对匀速圆周运动来说在意义上是对匀速圆周运动来说在意义上是相同的，但两者单位不相同相同的，但两者单位不相同5例例:做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,保持不变的物理量有保持不变的物理量有 ()()A.速度速度 B.角速度角速度 C.频率频率B.D.周期周期 E.向心力向心力 F.向心加速度向心加速度 BCDBCD6三、三、各物理量之间的关系各物理量之间的关系1.1.乌鲁木齐处于高纬度乌鲁木齐处于高

6、纬度,广州处于低纬度广州处于低纬度.下列说法下列说法正确正确的是的是()()A.A.乌鲁木齐一昼夜的时间比广州的长乌鲁木齐一昼夜的时间比广州的长.B.B.两地一昼夜的时间一样长两地一昼夜的时间一样长.C.C.两地的自转角速度和线速度都一样大两地的自转角速度和线速度都一样大.D.D.两地的自转角速度一样大两地的自转角速度一样大,但乌鲁木齐的自转线速度小但乌鲁木齐的自转线速度小,广广 州的自转线速度大州的自转线速度大.BDBD书书P65.例例1；P66变式变式172.2.如图：如图：A A轮半径为轮半径为3r3r，B B轮半径为轮半径为r,Cr,C轮半径为轮半径为2r2r假假设皮带不设皮带不 打滑

7、，求：打滑，求：2:2:12:2:13:1:13:1:183.3.机械表正常计时机械表正常计时,时针和分针作圆周运动时针和分针作圆周运动,下列说法中下列说法中正确的是正确的是 ()A.分针的角速度是时针的分针的角速度是时针的24倍倍B.分针的角速度是时针的分针的角速度是时针的60倍倍C.如果分针的长度是时针的如果分针的长度是时针的1.5倍倍,则分针端点的线速度则分针端点的线速度是时针端点线速度的是时针端点线速度的18倍倍D.如果分针的长度是时针的如果分针的长度是时针的1.5倍倍,则分针端点的线速度则分针端点的线速度是时针端点线速度的是时针端点线速度的1.5倍倍C C9四、四、向心力向心力1.1

8、.定义：定义：2.2.方向方向:a.a.始终始终沿着半径指向圆心沿着半径指向圆心 b.b.始终始终与质点运动方向与质点运动方向(即线速度方向即线速度方向)垂直垂直3.3.大小大小:4.4.效果效果:向心力向心力只改变只改变线速度线速度的的方向方向,不改变不改变线速度线速度的的大小大小5.5.对对匀速圆周匀速圆周运动：运动：F F合合提供提供F F向。向。对于对于变速变速圆周运动：圆周运动：F F合合不等于不等于F F向向;此时此时F F合一部分合一部分改变速度的大小，一部分改变速度的方向改变速度的大小，一部分改变速度的方向10五、五、向心力加速度向心力加速度1.1.定义定义:由向心力产生的加速

9、度由向心力产生的加速度.2.2.方向方向:a.a.始终始终沿着半径指向圆心沿着半径指向圆心 b.b.始终始终与质点运动方向与质点运动方向(即线速度方向即线速度方向)垂直垂直3.3.大小大小:4.4.物理意义物理意义:描述描述线速度线速度方向变化方向变化快慢快慢的物理量的物理量,它它不不 改变线速度的大小改变线速度的大小.111.1.书书P67.2P67.22.如图所示，如图所示，A、B两质点做匀速圆周运动的向两质点做匀速圆周运动的向心加速度心加速度a与半径与半径r的关系图线，其中图线的关系图线，其中图线A为为双曲线的一个分支，则下列说法中正确的是：双曲线的一个分支，则下列说法中正确的是：A.A

10、质点的加速度大小不变质点的加速度大小不变B.A质点的角速度大小不变质点的角速度大小不变C.B质点的线速度大小不变质点的线速度大小不变D.B质点的角速度大小不变质点的角速度大小不变123.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（列说法正确的是（）A、物体所受弹力增大，摩擦力也增大了、物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B、物体所受弹力增大，摩擦力减小了、物体所受弹力增大，摩擦力减小了C、物体所受弹力和摩擦力都减小了、物体所受弹力和摩擦力都减小

11、了D、物体所受弹力增大，摩擦力不变、物体所受弹力增大，摩擦力不变图12D13六、六、应用应用:由牛顿第二定律:F=ma .汽车过桥汽车过桥:(1)(1)以速度以速度v v经过最高点经过最高点时时:即即:汽车汽车对桥面压力对桥面压力小于小于汽车的重力汽车的重力 受力情况如图（受力情况如图（a)a)所示所示 .当当 时，汽车对桥面时，汽车对桥面无压力无压力若若 ，时小车作何运动？如书时小车作何运动？如书P68P68，9 9）14(2)(2)以速度以速度v v经过经过最低点最低点时时:受力情况如图（受力情况如图（b)b)所示所示 .即即:汽车汽车对桥面压力对桥面压力大于大于汽车的重力汽车的重力 拓展

12、：拓展：若汽车与桥底的动摩擦系数为若汽车与桥底的动摩擦系数为u,则在最底则在最底点，汽车所受的滑动摩擦力大小为多少？点，汽车所受的滑动摩擦力大小为多少？151.1.飞行员的质量为飞行员的质量为m m，驾驶飞机在竖直平面内以速度，驾驶飞机在竖直平面内以速度v v做匀速圆周运动，在竖直面上圆周的做匀速圆周运动，在竖直面上圆周的最低点最低点和和最高点最高点(最高点飞行员头朝下最高点飞行员头朝下)，飞行员对座椅的压力，飞行员对座椅的压力 ()()A A在最低点比最高点大在最低点比最高点大2mg B2mg B在最低点比最高点大在最低点比最高点大2m 2m C C在最低点比最高点小在最低点比最高点小2mg

13、 D2mg D在最低点与最高点相等在最低点与最高点相等。A A2.2.如图所示如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s10m/s时时,车车对桥顶的压力为车重的对桥顶的压力为车重的3/4;3/4;如果要使汽车在粗糙的桥如果要使汽车在粗糙的桥面行使至桥顶时面行使至桥顶时,不受摩擦力作用不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的则汽车通过桥顶的速度应为速度应为:():()A.15m/s.B.20m/s.C.25m/s.D.30m/s.A.15m/s.B.20m/s.C.25m/s.D.30m/s.164.4.（0707年高考题）年高考题）游客乘坐过山车游客乘坐过山车,在圆弧轨道

14、最低点处获得的在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到向心加速度达到20m/s20m/s2 2,g,g 取取m/s2,m/s2,那么此位置坐椅那么此位置坐椅对游客的作用力相当于游客重力的对游客的作用力相当于游客重力的 ()()A.A.1 1倍倍 B.2B.2倍倍 B.B.C.3C.3倍倍 D.4D.4倍倍 C3.(3.(广州市广州市20062006年普通高中学生学业水平测试年普通高中学生学业水平测试)一辆卡车在丘陵地区以不变的速率行驶，地形如图一辆卡车在丘陵地区以不变的速率行驶，地形如图7 7，图，图中卡车对地面的压力最大处是中卡车对地面的压力最大处是 ()()abcd图7A.A.a a处处 B

15、.B.b b处处C.C.c c处处 D.D.d d处处D175.5.小球质量为小球质量为m，用长为，用长为L的轻质细线悬挂在的轻质细线悬挂在O点，在点，在O点的正下方处有一钉子点的正下方处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法错误的是（设线没有断裂，则下列说法错误的是（）A小球的角速度突然增大小球的角速度突然增大B小球的瞬时速度突然增大小球的瞬时速度突然增大C小球的向心加速度突然增大小球的向心加速度突然增大D小球对悬线的拉力突然增大小球对悬线的拉力突

16、然增大B18.绳、杆问题绳、杆问题1.1.对轻绳问题对轻绳问题:由于由于绳子绳子只能提供只能提供拉力拉力当当T=0T=0时，小球的时，小球的速度最小速度最小：因此，小球因此，小球能过最高点能过最高点的速度为：的速度为：书书P66.例例3，变式，变式4（临界问题），变式（临界问题），变式3书书P67.例例4及变式及变式5（周期性问题）（周期性问题）19.绳、杆问题绳、杆问题2.2.对轻杆问题对轻杆问题:杆可以提供拉力，也可以对球杆可以提供拉力，也可以对球提供支持力。在最高点：提供支持力。在最高点：即即杆对小球杆对小球的作用力为的作用力为拉力拉力即即杆对小球杆对小球的作用力为的作用力为支持力支持力

17、书书P68.1120.绳、杆问题总结绳、杆问题总结A A21.火车转弯火车转弯:（书（书P67P67，3 3，略），略）例例:火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀 速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是 ()()A.A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外 轨容易磨损轨容易磨损.B.B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内 轨容易磨损轨容易磨损.C.C.火车通过弯道向心力

18、的来源是火车的重力，所以内外轨道火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道 均不磨损均不磨损.D.D.以上三种说法都是错误的以上三种说法都是错误的.A Ao运动运动员员22设内外轨间的距离为设内外轨间的距离为L L，内外轨的高度差为，内外轨的高度差为h h，火车转弯的半径，火车转弯的半径为为R R，火车转弯的规定速度为，火车转弯的规定速度为 .如图所示如图所示.由于由于支持力支持力与与重力重力的的合力合力提供向心力提供向心力:即火车转弯的即火车转弯的规定速度规定速度.23讨论讨论:（3 3）当火车行驶速度）当火车行驶速度 小于小于规定速度规定速度 时，时，内内轨道轨道 对对 轮缘有侧压

19、力轮缘有侧压力 （2 2）当火车行驶速度）当火车行驶速度 大于大于规定速度规定速度 时，时，外外轨道对轮轨道对轮 缘有侧压力缘有侧压力（1 1）当火车行驶速率）当火车行驶速率 等于等于规定速度规定速度 时，时，内、外内、外轨道轨道 对轮缘对轮缘都都没有侧压力没有侧压力24例：关于地铁转弯处内外轨道的高度关系，以例：关于地铁转弯处内外轨道的高度关系，以下说法正确的是：下说法正确的是：A.A.因为转弯处有向内倾斜的可能，故一般使内因为转弯处有向内倾斜的可能，故一般使内轨高于外轨。轨高于外轨。B B。若列车过半径为。若列车过半径为R R，倾角为，倾角为的弯道时，则的弯道时，则该弯道的规定时速为该弯道

20、的规定时速为C C。若列车过该弯道的速度大于规定时速时，。若列车过该弯道的速度大于规定时速时，则列车的外轨对车轮有侧压力作用。则列车的外轨对车轮有侧压力作用。D D。若列车过该弯道的速度小于规定时速时，若列车过该弯道的速度小于规定时速时，则列车的外轨对车轮有侧压力作用则列车的外轨对车轮有侧压力作用C251 1（略）（略）.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k k倍，在水平冰面上沿半径为倍，在水平冰面上沿半径为R R的圆周滑行的运动员，若依靠的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为摩擦力充当向心力，其安全速度为 ()A.A.B.B

21、.C.C.D.D.26七、离心现象及其七、离心现象及其应用应用:1.1.离心运动离心运动概念概念：做匀速圆周运动的物体，在做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失所受合力突然消失，或者，或者不足不足以提供圆周运动所需的向心力以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做的情况下，就做逐渐远离圆心逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。的运动。这种运动叫做离心运动。F FF F.合外力合外力突然消失突然消失(即即:F=0):F=0)时时,沿切线飞出沿切线飞出.如图如图:.合外力合外力不足以提供圆周运不足以提供圆周运 动所需的向心动所需的向心(即即:)时时,轨道半径变大轨道半径变大.如图如图:272.

22、2.离心现象的离心现象的应用应用:.离心干燥器的离心干燥器的金属网金属网:a.工作原理:利用离心运动把利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置附着在物体上的水分甩掉的装置.当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F F 足以提供所需的向心力足以提供所需的向心力F,F,使水滴做圆周运动。当网使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力笼转得比较快时，附着力 F F 不足以提供所需的向不足以提供所需的向心力心力 F F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。笼外面。28.洗衣机的洗衣机的脱水筒脱水筒:.制作制作“棉花棉

23、花”糖：糖：29离心现象的离心现象的防止：防止：.减小物体运动的速度，使物体作圆周运动减小物体运动的速度，使物体作圆周运动 时所需的向心力减小时所需的向心力减小.增大合外力，使其达到物体作圆周运动时增大合外力，使其达到物体作圆周运动时 所需的向心力所需的向心力.30A A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心圆周半径方向离开圆心.B B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心沿圆周切线方向离开圆心.C C、转动带有雨水的雨伞，水滴将

24、沿圆周半径方向离开圆心转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心.D D、运动员将球踢出后球在空中运动属于离心运动。运动员将球踢出后球在空中运动属于离心运动。.1 1、下列说法、下列说法正确正确的是的是 ()()C C、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故.BDBD 、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑打滑”的现象，的现象，可以：可以：()()a a、增大汽车转弯时的速度增大汽车转弯时的速度 b b、减小汽车转弯时的速度减小汽车转弯时的速度 c c、增大汽车与路面间的摩擦增大汽车与路面间的摩擦

25、 d d、减小汽车与路面间的摩擦减小汽车与路面间的摩擦 A.aA.a、b B.ab B.a、c C.bc C.b、d D.bd D.b、c cD313.如图如图4-20所示，所示，A、B、D三个物体放在旋转圆台上，三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为动摩擦因数均为,A的质量为的质量为2m,B、C质量均为质量均为m，A、B离轴离轴R，C离轴离轴2R，则当圆台旋转时（设三物体都没，则当圆台旋转时（设三物体都没有滑动）则以下说法有滑动）则以下说法错误错误的是的是（）AC物体的向心加速度最大物体的向心加速度最大BB物体的静摩擦力最小物体的静摩擦力最小C当圆台转速增加时，当圆台转速增加时，C比比A先滑

26、动先滑动D当圆台转速增加时，当圆台转速增加时，B比比A先滑动先滑动A32变形题：如图所示，为一种叫变形题：如图所示，为一种叫“魔盘魔盘”的娱乐设施，的娱乐设施，“魔盘魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开。当盘的转速逐渐增大时，盘上动而不至于被甩开。当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，假设人与盘面的滑动摩擦的人便逐渐向边缘滑去，假设人与盘面的滑动摩擦系数相同，有关这种现象的说法正确的是：系数相同，有关这种现象的说法正确的是：A.同质量的人，离转轴中心越近的人先开始滑动同质量的人，离转轴中心越近的人先开始滑动B.同质量的人，离转

27、轴中心越远的人先开始滑动同质量的人，离转轴中心越远的人先开始滑动C.到圆心的距离相等，质量大的人先开始滑动到圆心的距离相等，质量大的人先开始滑动D.到圆心的距离相等，质量小的人先开始滑动到圆心的距离相等，质量小的人先开始滑动B334.试管中装了血液，封住管口后，将此试管固定在转盘试管中装了血液，封住管口后，将此试管固定在转盘上，如图所示，当试管以一定角速度旋转时上，如图所示，当试管以一定角速度旋转时,血液中血液中密度大的物质将聚集在管的哪一端？密度大的物质将聚集在管的哪一端？A在管的中央在管的中央 B在管的外侧在管的外侧 C在管的内侧在管的内侧 D无法确定无法确定B15题图345：如图所示，固

28、定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上：如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球有两个质量相等的小球A和和B，在各自不同的水平布，在各自不同的水平布做匀速圆周运动，以下说法正确的是做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）（）A.VAVB B.AB C.aAaB D.压力压力NANB A356：如图所示，质量不计的轻质弹性杆：如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今的小球，今使小球在水平面内做半径为使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受到球对其作用力的大小为角速度为，则杆的上端受到球对其作用力的大小为（）A BCD不能确定不能确定C366：（书：（书P66变式变式2，略），略）狗拉着雪撬在水平冰面上沿着狗拉着雪撬在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，下图为四个关于雪橇受到圆弧形的道路匀速行驶，下图为四个关于雪橇受到的牵引力的牵引力F及摩擦力及摩擦力f的示意图的示意图(O为圆心为圆心)，其中正确，其中正确的是的是 C37