湖南省高考?xì)v史一輪復(fù)習(xí) 第4章 第3節(jié) 圓周運動及其應(yīng)用課件 粵教版.ppt

第3節(jié)圓周運動及其應(yīng)用 例1 雙選 如圖4 3 1所示為一皮帶傳動裝置 右輪的半徑為r a是它邊緣上的一點 左側(cè)大輪的半徑為4r 小輪的半徑為2r c點和d點分別位于小輪和大輪邊緣上 b點在小輪距中心距離為r處 若在傳動過程中 皮帶不打滑 則 a a點和b點線速度的大小相等b a點和b點角速度的大小相等c a點和c點線速度的大小相等d c點和d點角速度的大小相等 線速度 角速度 周期 頻率的關(guān)系 圖4 3 1 答案 cd 2 當(dāng)角速度相同時 半徑大的線速度大 且線速度大小與半徑成正比 如圖甲所示 3 當(dāng)線速度大小相同時 半徑大的角速度小 半徑小的角速度大 且半徑與角速度成反比 如圖乙所示 例2 如圖4 3 2所示 半徑為r的圓板做勻速轉(zhuǎn)動 當(dāng)半徑ob轉(zhuǎn)到某一方向時 在圓中心正上方高h(yuǎn)以平行于ob的方向水平拋出一球 要使小球與圓板只碰撞一次 且落點為b 求 1 小球的初速度的大小 2 圓板轉(zhuǎn)動的角速度 圓周運動與平拋運動結(jié)合 圖4 3 2 點評 本題是勻速圓周運動和平拋運動相結(jié)合的題目 時間是聯(lián)系兩個運動的橋梁 了解勻速圓周運動的周期性是正確解此題的關(guān)鍵 也是解圓周運動問題時必須思考的問題 1 錯誤地認(rèn)為勻速圓周運動是勻速運動或勻變速運動 勻速圓周運動實際上是一種變加速運動 2 不理解 任何做圓周運動的物體都需要向心力 對物體進(jìn)行正確的受力分析時錯誤地認(rèn)為物體還受到一個向心力的作用 3 死記硬背向心力的幾種公式 不能正確理解線速度 角速度 周期 半徑之間的聯(lián)系 例3 單選 一小物塊由高處自由下落 從內(nèi)壁粗糙的半球形的碗邊的a點滑入碗中 由于摩擦力的作用 在下滑的過程中小物塊的速率恰好保持不變 如圖4 3 3所示 則在下滑的過程中 a 小物塊所受合外力為零b 小物塊所受合外力越來越大c 小物塊所受合外力大小不變 方向時刻改變d 小物塊所受摩擦力大小不變 圖4 3 3 錯解 d 錯解分析 誤認(rèn)為做勻速圓周運動的物體處于平衡狀態(tài)而錯選a 錯誤地由光滑圓軌道內(nèi)小物塊在最低點時向心力最大的結(jié)論直接選b 不能對物塊進(jìn)行全面的受力分析和力的變化分析 不能從另一角度思考 重力沿切線的分力總等于滑動摩擦力 認(rèn)為物塊做圓周運動時向心力大小恒定 并將此向心力當(dāng)成軌道支持力n 由f fn判斷摩擦力大小不變而錯選d 正解 勻速圓周運動的性質(zhì)是變加速曲線運動 加速度大小不變 方向時刻改變 速度也時刻在變 故合力不可能為零 a錯 由于物塊速率不變做勻速圓周運動 所受合外力大小不變 只是方向時刻改變 b錯c對 進(jìn)行受力分析得 小物塊同時受重力g 曲面的支持力fn 摩擦力f三個力的作用 f始終垂直于fn 速度大小不變 可知摩擦力f始終等于重力g的切向分力 通過受力分析可知 在物體下落到碗底之前所受摩擦力一直減小 d錯 答案 c 糾錯心得 對于運動狀態(tài)比較復(fù)雜的問題 如果能選幾個位置進(jìn)行正確的受力分析 就可找到正確答案 如本題抓住向心力大小不變 向心力又是物體做勻速圓周運動時所受的合力 支持力的方向時刻在改變 問題也會變得更加簡單 例4 如圖4 3 4所示 小球質(zhì)量為0 8kg 用兩根長0 5m的細(xì)繩拴住并系在豎直桿上的a b兩點 a b的長度為0 8m 當(dāng)直桿轉(zhuǎn)動帶動小球在水平面內(nèi)繞桿以40rad s的角速度勻速轉(zhuǎn)動時 求上下兩根繩上的張力 題型一物體在水平面內(nèi)做圓周運動 圖4 3 4 切入點 以小球為研究對象 當(dāng) 較大時 bc繩被拉直 但小球受重力mg 繩ac的拉力f1和bc繩拉力f2三個力作用做圓周運動 分析圓周運動要做好兩個分析 分析受力情況 選擇指向圓心方向為正方向 在向心方向上求合外力 分析運動情況 看物體做哪種性質(zhì)的圓周運動 勻速圓周運動還是變速圓周運動 確定圓心和半徑 然后將牛頓第二定律和向心力公式相結(jié)合 列方程 此外要注意建立和整合模型 如本題與火車轉(zhuǎn)彎 高速路上的汽車轉(zhuǎn)彎 在漏斗形容器內(nèi)物體的運動 飛車走壁 等都屬于圓錐擺模型 同屬于水平面內(nèi)的勻速圓周運動 跟蹤訓(xùn)練1有一水平放置的圓盤 上面放一勁度系數(shù)為k的彈簧 如圖4 3 5所示 彈簧的一端固定于軸o上 另一端掛一質(zhì)量為m的物體a 物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為 開始時彈簧未發(fā)生形變 長度為r 求 1 盤的轉(zhuǎn)速n0多大時 物體a開始滑動 2 當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2n0時 彈簧的伸長量 x是多少 圖4 3 5 例5 如圖4 3 6所示 位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道 由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成 圓形軌道的半徑為r 一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑 然后沿圓形軌道運動 要求物塊能通過圓形軌道的最高點 且在該最高點與軌道間的壓力不能超過5mg g為重力加速度 求物塊初始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍 題型二物體在豎直面內(nèi)做圓周運動 圖4 3 6 切入點 本題需注意臨界條件的挖掘 物體 恰能 能過最高點的條件是什么 還要滿足在最高點的壓力不超過5mg 思維拓展 本題考查了對圓周運動的分析及物體運動到圓周最高點的臨界條件 做題時易忽略物體通過最高點必須滿足一定的臨界條件 在豎直面的圓周運動 對應(yīng)不同的情況 如繩拉物體 桿拉物體 光滑軌道的內(nèi)側(cè) 軌道外側(cè) 有不同的臨界條件 跟蹤訓(xùn)練2小明為了研究物體在豎直面內(nèi)做圓周運動的情況 站在力的傳感器上讓一輕繩拴一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動 設(shè)小明的質(zhì)量為m 輕繩長為l 小球質(zhì)量為m 現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動 當(dāng)球過最高點時速率為v 則此時人對地面的壓力是多少 1 單選 2009 上海卷 如圖4 3 7所示為一種早期的自行車 這種下帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大 這樣的設(shè)計在當(dāng)時主要是為了 a 提高速度b 提高穩(wěn)定性c 騎行方便d 減小阻力 a 圖4 3 7 答案 c 圖4 3 8 圖4 3 9 a 4 單選 2010 上海寶山區(qū) 如圖4 3 10所示 光滑絕緣的水平桌面上有a b兩個帶電小球 a球固定不動 給b球一個垂直ab連線方向的初速度v0 有關(guān)b球在水平桌面上運動 不可能發(fā)生的情況是 a 速度 加速度都變小b 速度 加速度都變大c 速度變小 加速度變大d 速度的大小和加速度的大小都不變 圖4 3 10 c 5 如圖4 3 11所示的過山車是一項