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,,,,,,考點一 圓周運動中的運動學分析,考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,考點三 圓周運動中的臨界問題,考 點,第四章 曲線運動 萬有引力與航天,高三物理一輪復習,第3節(jié) 圓周運動,1．(勻速圓周運動的條件和性質(zhì))(多選)質(zhì)點做勻速圓周運動時，下列說法正確的是 ( ) A．速度的大小和方向都改變 B．勻速圓周運動是勻變速曲線運動 C．當物體所受合力全部用來提供向心力時，物體做勻速圓周運動 D．向心加速度大小不變，方向時刻改變,勻速圓周運動是速度大小不變，方向時刻改變，合外力指向圓心全部提供向心加速度的非勻變速曲線運動，加速大小不變，方向時刻指向圓心，故選項C、D正確．,解析,答案,基礎自測,CD,2.(勻速圓周運動的向心力分析)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著一枚硬幣，當轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，硬幣沒有滑動，關于這種情況下硬幣的受力情況，下列說法正確的是 ( ) A．受重力和臺面的支持力 B．受重力、臺面的支持力和向心力 C．受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力 D．受重力、臺面的支持力和靜摩擦力,硬幣隨轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動時，除受重力、支持力外，還受指向轉(zhuǎn)軸的靜摩擦力作用，故D正確．,基礎自測,解析,答案,圖片顯/隱,D,3．(描述勻速圓周運動的物理量的理解)(多選)一質(zhì)點做勻速圓周運動，其線速度大小為4 m/s，轉(zhuǎn)動周期為2 s，則 ( ) A．角速度為0.5 rad/s B．轉(zhuǎn)速為0.5 r/s,,基礎自測,解析,答案,BCD,4.(離心現(xiàn)象的理解)(2015蘭州模擬)如圖所示，洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是 ( ) A．脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的 B．水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故 C．加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好 D．靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好,水滴依附衣物的附著力是一定的，當水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，B錯誤；脫水過程中，衣物做離心運動而甩向桶壁，A正確；角速度增大，水滴所需向心力增大，脫水效果更好，C正確；周邊的衣物因圓周運動的半徑R更大，在ω一定時，所需向心力比中心的衣物大，脫水效果更好，D正確．,基礎自測,解析,答案,圖片顯/隱,B,一、描述圓周運動的物理量 1．線速度：描述物體圓周運動快慢． 2．角速度：描述物體轉(zhuǎn)動快慢． 3．周期和頻率：描述物體_________．,教材梳理,轉(zhuǎn)動快慢,4．向心加速度：描述____________變化快慢的物理量． 3．方向：總是沿半徑方向指向_____，時刻在改變，即向心力是一個變力． 4．來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的_____提供，還可以由一個力的_____提供．,教材梳理,方向,大小,mω2r,線速度方向,圓心,合力,分力,三、圓周運動、向心運動和離心運動 1．勻速圓周運動與非勻速圓周運動 兩種運動具體比較見下表.,教材梳理,不變,不斷變化,2.離心運動 (1)本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著_______ _______飛出去的傾向． (2)受力特點(如圖所示) ①當F＝______時，物體做勻速圓周運動； ②當F＝0時，物體沿_________飛出； ③當Fmrω2時，物體逐漸向_____靠近，做_____運動．,教材梳理,圓周切,線方向,mrω2,切線方向,mrω2,圓心,向心,1．圓周運動各物理量間的關系,考點一 圓周運動中的運動學分析,考點闡釋,,考點闡釋,考點一 圓周運動中的運動學分析,1.(2015廣州調(diào)研)(多選)如右圖所示，當正方形薄板繞著過其中心O并與板垂直的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，板上A、B兩點( ) A．角速度之比ωA∶ωB＝1∶1,,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,AD,考點一 圓周運動中的運動學分析,2．(2015荊州模擬)如圖所示，A、B是兩個摩擦傳動輪，兩輪半徑大小關系為RA＝2RB，則兩輪邊緣上的 ( ) A．角速度之比ωA∶ωB＝2∶1 B．周期之比TA∶TB＝1∶2 C．轉(zhuǎn)速之比nA∶nB＝1∶2 D．向心加速度大小之比aA∶aB＝2∶1,,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,C,考點一 圓周運動中的運動學分析,3.(多選)如圖所示為皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中皮帶不打滑，則 ( ) A．a(chǎn)點和b點的線速度大小相等 B．a(chǎn)點和b點的角速度大小相等 C．a(chǎn)點和c點的線速度大小相等 D．a(chǎn)點和d點的向心加速度大小相等,,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,CD,考點一 圓周運動中的運動學分析,常見的三種傳動方式及特點 (1)皮帶傳動：如圖1甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB. (2)摩擦傳動：如圖2甲所示，兩輪邊緣接觸，接觸點無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB.,規(guī)律總結(jié),考點一 圓周運動中的運動學分析,圖2,圖2 (3)同軸傳動：如圖2乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，兩輪轉(zhuǎn)動的角速度大小相等，即ωA＝ωB.,規(guī)律總結(jié),考點一 圓周運動中的運動學分析,考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,考點闡釋,3．解決動力學問題要注意三個方面的分析 (1)幾何關系的分析，目的是確定圓周運動的圓心、半徑等． (2)運動分析，目的是表示出物體做圓周運動所需要的向心力． (3)受力分析，目的是利用力的合成與分解知識，表示出物體做圓周運動時，外界所提供的向心力．,考點闡釋,考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,1.(多選)“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù)，演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來．如右圖所示，已知桶壁的傾角為θ，車和人的總質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為r，若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力，下列說法正確的是( ),題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,AC,,考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,2.如圖所示，在光滑的水平面上有兩個質(zhì)量相同的A球和B球，A、B之間以及B球與固定點O之間分別用兩段輕繩相連，二者以相同的角速度繞著O點做勻速圓周運動，如果OB＝2AB，則繩OB與繩BA的張力大小之比為 ( ) A．2∶1 B．2∶3 C．5∶3 D．5∶2,設AB、OB段拉力分別為F1、F2，AB、OB的長度分別為r和2r，則A球運動的半徑為3r，二者以相同的角速度繞著O點做勻速圓周運動，A球在水平方向只受AB段拉力F1，對A，由牛頓第二定律得 F1＝mω23r ① B球在水平方向受OB段指向圓心的拉力為F2，受BA段背離圓心的拉力為F1，對B，由牛頓第二定律得 F2－F1＝mω22r ② 由①②式得F2∶F1＝5∶3. 因此本題正確選項為C.,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,C,考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,動力學解題步驟一般為 (1)確定研究對象，確定軌道平面和圓心位置，從而確定向心力的方向． (2)選定向心力方向為正方向． (3)受力分析(不要把向心力作為某一性質(zhì)的力進行分析)． (4)由牛頓第二定律列方程． (5)求解并說明結(jié)果的物理意義．,規(guī)律總結(jié),考點二 勻速圓周運動中的動力學分析,臨界問題廣泛地存在于中學物理中，解答臨界問題的關鍵是準確判斷臨界狀態(tài)，再選擇相應的規(guī)律靈活求解，其解題步驟為： 1．判斷臨界狀態(tài)：有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點”，而這些起止點往往就是臨界狀態(tài)；若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點也往往是臨界狀態(tài)． 2．確定臨界條件：判斷題述的過程存在臨界狀態(tài)之后，要通過分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件，并以數(shù)學形式表達出來．,考點三 圓周運動中的臨界問題,考點闡釋,3．選擇物理規(guī)律：當確定了物體運動的臨界狀態(tài)和臨界條件后，對于不同的運動過程或現(xiàn)象，要分別選擇相對應的物理規(guī)律，然后再列方程求解．,考點闡釋,考點三 圓周運動中的臨界問題,,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,C,小物塊恰好滑動時，應在A點，對滑塊受力分析．由牛頓第二定律得μmgcos 30－mgsin 30＝mω2r，解得ω＝1.0 rad/s，C正確．,考點三 圓周運動中的臨界問題,題組二 水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動問題 2.(2014高考新課標全國Ⅰ卷)(多選)如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度．下列說法正確的是 ( ),,題組設計,解析,答案,圖片顯/隱,AC,考點三 圓周運動中的臨界問題,,,題組設計,解析,考點三 圓周運動中的臨界問題,題組三 圓錐擺模型轉(zhuǎn)動問題 3.如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合．轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與OO′之間的夾角θ為60，重力加速度大小為g.,,題組設計,解析,考點三 圓周運動中的臨界問題,(1)若ω＝ω0，小物塊受到的摩擦力恰好為零，求ω0； (2)若ω＝(1k)ω0，且0＜k?1，求小物塊受到的摩擦力大小和方向．,(2)若ω＝ω0(1－k)時，物塊有向下滑的趨勢，摩擦力沿罐壁切線向上，受力如圖乙所示． y方向，受力平衡，有 FNcos 60＋Ff1cos 30＝mg④,題組設計,解析,考點三 圓周運動中的臨界問題,x方向，根據(jù)牛頓第二定律有 FNsin 60－Ff1sin 30 ＝m[(1－k)ω0]2Rsin 60 ⑤ y方向，受力平衡，有 FN′cos 60＝Ff2sin 60＋mg ⑥,題組設計,解析,考點三 圓周運動中的臨界問題,,題組設計,解析,答案,考點三 圓周運動中的臨界問題,規(guī)律總結(jié),分析圓周運動問題的基本思路,考點三 圓周運動中的臨界問題,,,,圓周運動的運動學分析和動力學分析是本節(jié)的重點、難點，也是高考的熱點，以下兩點是做好兩類分析的關鍵： 1．運動學分析：,■名師微點撥…………………………………………,,,,2．動力學分析： (1)審清題意，確定研究對象；明確物體做圓周運動的平面是至關重要的一環(huán)． (2)分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源； (3)根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程．,豎直平面內(nèi)圓周運動的“輕繩、輕桿” 【模型概述】 在豎直平面內(nèi)做圓周運動的物體，運動至軌道最高點時的受力情況可分為兩類．一是無支撐(如球與繩連接，沿內(nèi)軌道的“過山車”等)，稱為“輕繩模型”；二是有支撐(如球與桿連接，小球在彎管內(nèi)運動等)，稱為“輕桿模型”． 【模型條件】 (1)物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運動． (2)“輕繩模型”在軌道最高點無支撐，“輕桿模型”在軌道最高點有支撐．,思維建模,【模型特點】 該類問題常有臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，現(xiàn)對兩種模型分析比較如下：,思維建模,,思維建模,【典例】 (2015東城區(qū)模擬)(多選)長為L的輕桿，一端固定一個小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，關于小球在最高點的速度v，下列說法中正確的是 ( ),思想方法,解析,答案,,ABD,