2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第四章第3节 圆周运动

高考调研第四章曲线运动万有引力与航天高三物理（新课标版）第四章曲线运动万有引力与航天高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研第3节圆周运动2013届高考一轮物理复习课件（人教版）高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研一、描述圆周运动的物理量1．线速度(v)：物体沿圆周通过①________和所需的时间的比值，即v＝②________.方向是③________，单位是④________.2．角速度(ω)：物体与圆心连线所转过的⑤________与所用时间的比值．即ω＝⑥________，单位是⑦________.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研3．周期(T)、频率(f)做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期．做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【重点提示】(1)做圆周运动的线速度、角速度、周期和转速都是描述物体做圆周运动快慢的物理量．(2)角速度的物理意义是单位时间内半径所转过的角度，而转速是单位时间内物体沿圆周转过的圈数．二者易混淆，应特别注意．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研4．v、ω、T、f的关系(1)v与ω的关系⑧________.(2)ω与T的关系⑨________.(3)v与T的关系⑩________.(4)ω与f的关系⑪________.(5)T与f的关系⑫________.5．向心加速度(1)物理意义：描述⑬________改变的快慢．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(2)大小：a＝v2r＝⑭________.(3)方向：总是指向⑮________.所以不论a的大小是否变化，它都是个变化的量．6．向心力(1)作用效果：产生向心加速度，只改变线速度的⑯________，不改变线速度的⑰________，因此，向心力⑱________功．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(2)来源：向心力是按⑲________命名的力．可以由某个力提供，也可以由几个力的⑳________提供或由某个力的○21________提供，如同步卫星的向心力由○22________提供，圆锥摆摆球所受向心力由○23________的合力提供或由绳上拉力的水平分量提供．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(3)把牛顿第二定律应用到圆周运动中则F向＝ma向，代入a向则有F向＝mv2r＝mω2r.(4)方向：总是沿半径指向○24________，时刻在变化，即向心力是○25________力．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研二、匀速圆周运动1．特点：匀速圆周运动是○26________不变的运动．因此它的角速度、周期和频率的大小都是○27________.物体受的合外力全部提供向心力．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研2．质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小○28________，方向始终与速度方向○29________，而且合外力始终在同一平面内.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研①弧长②s/t③切线方向④m/s⑤角度⑥φ/t⑦rad/s⑧v＝ωr⑨ω＝2π/T⑩v＝2πr/T⑪ω＝2πf⑫T＝1/f⑬线速度⑭ω2r⑮圆心⑯方向⑰大小⑱不做⑲效果⑳合力○21分力○22万有引力○23重力和绳拉力○24圆心○25变○26线速率○27恒定的○28不变○29垂直高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研一、传动问题中线速度、角速度及向心加速度的关系规律方法此类问题应掌握以下两个要点：1．同轮以及同轴上的各轮：各点的角速度相等，线速度与半径成正比(v＝ωr)，向心加速度与半径成正比(a＝ω2r)．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研2．皮带、链条、齿轮以及摩擦传动的两轮：两轮边缘的线速度大小相等(由v＝s/t，s相同)，角速度与半径成反比(ω＝vr)，向心加速度与半径成反比(a＝v2/r)．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研例1如图所示，轮O1、O3固定在一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑．在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，求高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC.(2)A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC.(3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【解析】O1、O2轮用皮带传动且不打滑，故vA＝vB，角速度跟半径成反比，而O1、O3轮为同轴上的两轮，A、C两点线速度大小跟半径成正比，但角速度相同，即vA∶vC＝2∶1，故vA∶vB∶vC＝2∶2∶1，ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶1.对于向心加速度，aA∶aB＝rB∶rA＝1∶2，aA∶aC＝rA∶rC＝2∶1，故aA∶aB∶aC＝2∶4∶1.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研题后反思此类问题要熟练掌握相等量以及不等量跟半径的关系．确定加速度时，要选择合适的关系式(v相等，由a＝v2/r判定，ω相等时由a＝ω2·r判定)．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研跟踪训练1高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研如上图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，左侧是一轮轴，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，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在转动过程中，皮带不打滑，则()A．a点与b点的线速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与d点的向心加速度大小相等高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研诱思启导(1)要先确定相等量：a、c两点什么量相等？b、c、d三点什么量相等？(2)a点与b点或d点并没有明显的相等量关系，此时应借助va＝vc、ωb＝ωc＝ωd这些等量关系，然后由v＝ωr或a＝v2r＝ω2r来确定a与b或a与d和v、ω及a之间的关系．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【解析】vc＝2rω，vb＝rω，所以vc＝2vb，又va＝vc，所以va＝2vb，故A错；va＝rωa，vb＝rωb，由va＝2vb，得ωa＝2ωb，故B错；a、c是皮带连接的两轮边缘上的点，线速度大小相等，故C对；高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研设a点线速度为v，c点线速度也为v，对c点，v＝2rω，对d点vd＝4rω＝2v，ana＝v2r，and＝2v24r＝v2r，故a点与d点的向心加速度大小相等，故D对．【答案】CD高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研二、匀速圆周运动的动力学问题规律方法匀速圆周运动的动力学问题，是牛顿运动定律在圆周运动中的运用，关键仍然是受力分析，找出合力即向心力，然后列出F向＝mv2R方程式求解．分析的方法和步骤为：高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研1．明确研究对象，然后确定圆心、半径并画出圆轨迹．2．确定向心力(合力)，受力分析后，找出所有力沿半径指向圆心的合力就是向心力．3．列出牛顿运动定律方程式F向＝mv2R或F向＝mω2R求解．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研例2如下图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块．求：高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【解析】(1)物块静止时，对物块进行受力分析如图所示，设筒壁与水平面的夹角为θ.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研由平衡条件有Ff＝mgsinθ，FN＝mgcosθ.由图中几何关系有cosθ＝RR2＋H2，sinθ＝HR2＋H2，故有Ff＝mgHR2＋H2，FN＝mgRR2＋H2.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(2)分析此时物块受力如图所示，高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研由牛顿第二定律有mgtanθ＝mrω2.其中tanθ＝HR，r＝R2，可得ω＝2gHR.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研题后反思(1)应首先确定圆心位置及半径，然后画出圆轨迹，为确定向心力打下基础．(2)匀速圆周运动的合力就是向心力．实际应用中，画出物体受力示意图后，一般按“正交分解”的方法，把各力沿半径方向以及垂直于半径方向(在圆轨迹所在平面内)分解，则沿半径指向圆心方向有F向＝F合＝mv2R，垂直于半径(沿切线)有F合＝0.高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研跟踪训练2高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研用水平木板托住质量为m的物体，使物体在竖直面内绕O点沿半径为R的圆周顺时针方向以速度v做匀速圆周运动，试求物体在图中的a点木板对物体支持力和静摩擦力大小、方向．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研诱思启导(1)物体加速度方向怎样？(2)物体受哪些力？静摩擦力方向怎样？合力方向怎样？如何求合力？(3)若不分解物体受的力，而沿水平和竖直两个方向分解加速度可以吗？高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【解析】高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研物体受重力mg、支持力FNa及摩擦力fa，此三力的合力必沿半径指向圆心．受力示意如上图所示，将三力沿半径方向和切线(虚线)方向分解得：facos30°＋mgcos60°－FNasin30°＝mv2Rfasin30°＋FNacos30°－mgsin60°＝0解得FNa＝mg－mv22Rfa＝3mv22R高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研【答案】支持力大小mg－mv22R方向向上摩擦力大小3mv22R方向水平向左高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研跟踪训练3如图所示，长度为L的细绳上端固定在天花板上O点，下端拴着质量为m的小球．当把细绳拉直时，细绳与竖直线夹角为θ＝60°，此时小球静止于光滑的水平面上．高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研(1)当球以角速度ω1＝gL做圆锥摆运动时，细绳的张力FT为多大？水平面受到的压力FN是多大？(2)当球以角速度ω2＝4gL做圆锥摆运动时，细绳的张力FT′及水平面受到的压力FN′各是多大？高考调研高三物理（新课标版）第四章第3节高考调研诱思启导(1)角速