2013届高考沪科版物理一轮复习课件：4-2 圆周运动的规律及其应用.ppt

1、栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天第 2 节 圆周运动的规律及其应用栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天基 础 梳 理 自 学 导 引一、描述圆周运动的物理量物理量物理意义定义和公式方向和单位线速度描述物体做圆周运动的快慢物体沿圆周通过的_与所用时间的比值方向:沿圆弧切线方向单位:m/s弧长栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理量物理意义定义和公式方向和单位角速度描述质点绕圆心

2、转动的快慢运动物体与圆心连线_与所用时间的比值单位:rad/s扫过的角栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理量物理意义定义和公式方向和单位周期和转速描述物体做圆周运动的快慢周期T:物体沿圆周运动_所用的时间转速n:物体单位时间内转过的_周期单位:s转速单位:r/s或r/min一周圈数栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理量物理意义定义和公式方向和单位向心加速度描述线速度方向变化的快慢方向:总是沿半径指向圆心,与线速度方向垂直单位:m/s2v、T、a

3、间的关系栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天思考感悟1.匀速圆周运动中的“匀速”的含义是什么？提示:匀速率.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动1.匀速圆周运动(1)定义:线速度大小不变的圆周运动.(2)性质:向心加速度大小_,方向_的变加速曲线运动.不变时刻变化栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天(3)质点做匀速圆周运动的条件合力大小_,方向始终与

4、速度方向_且指向圆心.2.非匀速圆周运动(1)定义:线速度大小、方向均_的圆周运动.不变垂直不断变化栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天(2)合力的作用合力沿速度方向的分量F切产生切向加速度,F切ma切,它只改变线速度的_.合力沿半径方向的分量F向产生向心加速度,F向ma向,它只改变线速度的_.大小方向栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天三、离心运动和向心运动1.离心运动(1)定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力情

5、况下,就做逐渐远离圆心的运动.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天(2)本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向.(3)受力特点当F_时,物体做匀速圆周运动;当F0时,物体沿切线方向飞出;mr2栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天当Fmr2时,物体逐渐向_.如图421所示.圆心靠近栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天思考感悟2.做离心运动的物体要远离

6、圆心,是否受到离心力的作用？做匀速圆周运动的物体,当合外力增大时,物体的运动将如何变化？提示:物体做离心运动时,并不是受到离心力的作用,栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天而是当物体所受合外力不能满足做圆周运动所需的向心力时,物体将离圆心越来越远,做离心运动;当合外力提供的向心力增大时,大于物体做圆周运动所需的向心力,物体将离圆心越来越近,做近心运动.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天要 点 透 析 直 击 高 考一、在传动装置中各物理量之间的关系线

7、速度、角速度、周期、频率都是从不同的侧面描述匀速圆周运动快慢的物理量,它们之间有一定的必然联系,在分析传动问题时,栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天要抓住不等量和相等量的关系,其中要特别注意以下两种模型的特点:1.同一转轴的各点角速度相同,而线速度vr与半径r成正比,向心加速度大小ar2与半径r成正比.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天特别提

8、醒:(1)在讨论圆周运动中v、r之间的关系时,应当采取控制变量的方法,即先使其中的一个量不变,再讨论另外两个量的关系.(2)在传动方式中,还经常遇到链条传动和摩擦传动及齿轮传动,这三种传动方式的分析方法与皮带传动相同.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天即时应用1.如图422所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧为一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天

9、c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()图422栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与c点的角速度大小相等C.a点与b点的向心加速度大小相等D.a、b、c、d四点中,加速度最小的是b点栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题

10、型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天二、用动力学方法解决圆周运动中的问题1.向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天2.向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置.(2)分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心

11、力.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天3.解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意,确定研究对象;(2)分析物体的运动情况,即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等;栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天(3)分析物体的受力情况,画出受力示意图,确定向心力的来源;(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程;(5)求解、讨论.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天特别提醒：圆

12、周运动的向心力一定是沿半径指向圆心的合外力.若沿切线方向合力等于零,则物体做匀速圆周运动,否则,物体做非匀速圆周运动.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天即时应用2.“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图423所示,已知桶壁的倾角为,车和人的总质量为m,做圆周运动的半径为r.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力,则下列说法正确的是()图423栏目导引基础梳理自学导引

13、要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天三、圆周运动中的临界问题1.有关临界问题常出现在变速圆周运动中,竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动,一般情况下,只讨论最高点和最低点的情况.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理情景最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连结

14、、水流星、沿内轨道的“过山车”等球与杆连接、球在光滑管道中运动等栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理情景最高点无支撑最高点有支撑图示最高点受力特征除重力外,物体受到弹力方向:向下或等于零除重力外,物体受到弹力方向:向下、等于零、向上栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理情景最高点无支撑最高点有支撑最高点受力示意图力学方程栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天物理情景最高点无支撑

15、最高点有支撑最高点临界特征T0 v0即F向0Nmg过最高点的条件在最高点的速度v0栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天2.“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因在于“轻绳”只能对小球产生拉力,而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力.3.解答竖直面内的圆周运动问题时,首先要搞清是绳模型还是杆模型,在最高点绳模型和杆模型的临界速度是不同的.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天即时应用3.(2012淮北地区名校联考)如图424所示,质量为m的小球在竖

16、直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时()栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天A.小球对圆环的压力大小等于mgB.小球受到的向心力等于0图424栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与

17、航天题 型 探 究 讲 练 互 动例例11题型 1水平面内的匀速圆周运动如图425所示,用细绳的一端系着质量为M0.6 kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天m0.3 kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2 m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f2 N,为使小球B保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围.(取g10 m/s2)栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【思路点拨】此

18、题的临界情况是A恰好不向外滑动和恰好不向内滑动两种情况.图425栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【解析】要使B静止,A必须相对于转盘静止具有与转盘相同的角速度.A需要的向心力由绳的拉力和静摩擦力提供.角速度取最大值时,A有离心趋势,静摩擦力指向圆心O;角速度取最小值时,A有向心运动的趋势,静摩擦力背离圆心O.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【答案】2.9 rad/s6.5 rad/s栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探

19、究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【方法指引】本题中物体所受静摩擦力的方向,取决于物体的运动情况(在物体的质量和角速度不变的情况下,取决于物体做匀速圆周运动的半径),其中两个临界状态的分析是解题的关键.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天变式训练1例1中,当转盘以角速度5 rad/s匀速转动时,要保持A与转盘相对静止,A转动的半径范围是多少？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究

20、讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天长L0.5 m质量可忽略的细杆,其一端可绕O点在竖直平面内转动,另一端固定着一个物体A.A的质量为m2 kg,当A通过最高点时,如图426所示,求在下列两种情况下杆对小球的作用力:例例22题型 2竖直平面内的圆周运动栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天图426栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【思路点

21、拨】栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天图427栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【答案】(1)16 N 向上(2)44 N 向下栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天

22、变式训练2上题中,若将细杆换成细绳,则在(1)(2)两种情况下,小球能通过最高点吗？若能,此时细绳对小球的拉力为多少？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天答案:(1)不能(2)能 44 N栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天例例33题型 3圆锥摆模型分析栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天则:(1)当B处绳子刚好被拉直时,小球的线速度v多大？A处绳的拉力为多大？(2)为不拉断细绳,

23、转轴转动的最大角速度多大？图428栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【思路点拨】做匀速圆周运动的物体受力个数较多可采用正交分解法求解.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天解题样板规范步骤,该得的分一分不丢！(1)B处绳被拉直时(TB0),A处绳与杆夹角45,如图429所示.对球受力分析得:TAcosmg(2分)图429栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要

24、点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天【名师归纳】有些物体的运动从表面上看不属于圆锥摆模型,但其受力情况和运动情况与圆锥摆模型类似,利用类似的分析方法即可求解.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第 4 章 曲线运动 万有引力与航天常见的类圆锥摆模型有:火车转弯、“飞车走壁”、飞机在水平面内盘旋(匀速圆周运动).它们的情境虽然各异,但受力情况类似:弹力与重力的合力提供向心力,方向指向水平面内的圆心;运动情况都类似于水平面内的匀速圆周运动.