物理第4讲 圆周运动 .ppt

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1、第第4 4讲讲圆周运动圆周运动-2-描述描述圆圆周运周运动动的物理量及其关系的物理量及其关系【典题1】(2016年10月浙江选考,5)在G20峰会“最忆是杭州”的文化文艺演出中,芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转,此时手臂上A、B两点角速度大小分别为1、2,线速度大小分别为vA、vB,则()A.12C.vAvB答案:D解析:可以把A、B两点看成是同轴转动的两个质点,则1=2,由v=r得,vAvB,故选项D正确。-3-知识链接-4-当堂练1(20162017学年浙江省名校协作体高三上联考,7)“玉兔号”月球车依靠太阳能电池板提供能量,如图ABCD是一块矩形电池板,能绕CD转动,E为矩形的几何中心

2、(未标出),则电池板旋转过程中()A.B、E两点的转速相同B.A、B两点的角速度不同C.A、B两点的线速度不同D.A、E两点的向心加速度相同 答案解析解析关闭A、B、E同轴转动,转速n相同,角速度相同,A正确,B错误。根据v=r可知A、B的线速度相同,C错误。根据a=2r可知A、E两点的向心加速度不相同,D错误。答案解析关闭A-5-对对向心力的理解向心力的理解【典题2】(2016年4月浙江选考,5)如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他()A.所受的合力为零,做匀速运动B.所受的合力恒定,做匀加速运动C.所受的合力恒定,做变加速运动D.所

3、受的合力变化,做变加速运动答案:D解析:匀速圆周运动过程中,线速度大小不变,方向改变,向心加速度大小不变,方向始终指向圆心(方向在变),向心力大小不变,方向始终指向圆心(方向在变)。故A、B、C错误,D正确。-6-总结提升对向心力的理解要注意以下两点:1.向心力的作用效果是只改变速度的方向,不改变速度的大小;向心力是按力的作用效果来命名的,不是具有特定性质的某种力,充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是合力或分力,应明确各种情况下向心力的来源。在匀速圆周运动中,合外力一定是向心力;在非匀速圆周运动中,沿半径方向的合外力提供向心力。2.向心力的方向指向圆心,与线速度方向相互垂直

4、,方向时刻在发生变化,故向心力为变力。-7-当堂练2(2017浙省名校协作模拟,6)在中国南昌有世界第五高摩天轮南昌之星,总建设高度为160 米,横跨直径为153 米。它一共悬挂有60个太空舱,每个太空舱上都配备了先进的电子设备,旋转一周的时间是30 分钟,可同时容纳400 人左右进行游览。若该摩天轮做匀速圆周运动,则乘客()A.速度始终恒定B.加速度始终恒定C.乘客对座椅的压力始终不变D.乘客受到的合力不断改变 答案解析解析关闭A.匀速圆周运动的速度方向沿圆周的切线方向,方向时刻在改变,故其速度是变化的,故A错误。B.做匀速圆周运动的物体,其向心加速度方向始终指向圆心,方向时刻在变化,故向心

5、加速度是变化的,故B错误。C.乘客对座椅的压力方向始终变化,所以压力变化,故C错误。D.做匀速圆周运动的物体,其所受的合力提供向心力,其方向始终指向圆心,始终变化,故D正确。答案解析关闭D-8-向心力的向心力的计计算算【典题3】2016第三次全国大联考(浙江卷),3两根长度不同的细线下面分别悬挂一个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个小球在运动过程中,相对位置关系示意图正确的是()-9-答案:B解析:小球做匀速圆周运动,mgtan=m2Lsin,整理得Lcos=,是常量,即两球处于同一高度,故B正确。-10-解题技法圆周运动的分析

6、思路1.分析运动情况:即做什么性质的圆周运动(匀速圆周运动?变速圆周运动?);确定轨道所在的平面和圆心位置,从而确定向心力(合力)的方向。2.分析受力情况(注意不要把向心力作为某一性质的力进行分析),在向心方向求合外力(即选定向心方向为正方向)。3.根据已知量和要求量选择合适的向心加速度公式:-11-当堂练32016浙江省“7+2+3”全真模拟(二),10“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将太极球拍和太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而

7、做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高。设球的重力为1 N,不计拍的重力。求:-12-(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角,请作出tan-F的关系图象。答案:(1)2 N-13-解析:(1)设球运动的线速度为v,半径为R 由式得F=F-F=2mg=2 N。(2)在A处时健身者需施加的力为F,球在做匀速圆周运动过程中的向心力F向=F+mg,在B处不受摩擦力作用,受力分析如图。作出的tan-F的关系图象如答案图。-1

8、4-万有引力定律的万有引力定律的应应用用【典题4】(2016年4月浙江选考,11)2015年12月,我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0102km的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径R=6.4103km。下列说法正确的是()A.“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小B.“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小C.“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小D.“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小-15-答案:C-16-知识链接计算绕某天体运行的行星(或卫星)的运动状态1.原理:将行星(或卫星)绕太阳(或行星)的运动近似看作匀速圆周运动,行星(或卫星)的向心力由万有引力提供。-17-结论:行星的v、T、an由轨道半径r唯一决定,r越大v、an越小,只有T越大。-18-当堂练4(2017年4月浙江省普通高校招生选考,11)如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则()C.金星绕太阳运动的加速度比火星小 D.金星绕太阳运动的周期比火星大 答案解析解析关闭 答案解析关闭