高考物理二輪復習之圓周運動

1、二輪專題復習之二輪專題復習之圓周運動圓周運動圓周運動圓周運動勻速圓勻速圓周運動周運動變速圓變速圓周運動周運動受力特征：受力特征：典型模型典型模型受力特征：受力特征：典型模型典型模型衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動核外電子繞原子核轉(zhuǎn)動核外電子繞原子核轉(zhuǎn)動帶電粒子在洛侖茲力作用下的運動帶電粒子在洛侖茲力作用下的運動圓錐擺圓錐擺豎直面內(nèi)的圓周運動豎直面內(nèi)的圓周運動復合場中的圓周運動復合場中的圓周運動F F合合大小不變，方向始終指向圓心大小不變，方向始終指向圓心運動特征：運動特征： 加速度大小不變，方向始終指向圓心的加速度大小不變，方向始終指向圓心的變加速曲線運動變加速曲線運動F合合沿半徑方向的分力向心力

2、，沿切線沿半徑方向的分力向心力，沿切線方向的分力以改變速度的大小方向的分力以改變速度的大小加速度的大小及方向都在變化的加速度的大小及方向都在變化的變加速曲線運動變加速曲線運動運動特征：運動特征：知識網(wǎng)絡知識網(wǎng)絡向心力公式的應用向心力公式的應用過最高點（或等效最高點）的臨界條件的判斷過最高點（或等效最高點）的臨界條件的判斷功能關系的應用功能關系的應用幾何作圖及數(shù)學知識的運用幾何作圖及數(shù)學知識的運用主要考點主要考點1 1、20132013年年1212月，嫦娥三號經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道在月，嫦娥三號經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道在P P點調(diào)整后點調(diào)整后進入環(huán)月圓形軌道進入環(huán)月圓形軌道1 1，調(diào)整后進入環(huán)月橢圓軌道，調(diào)整

3、后進入環(huán)月橢圓軌道2 2，進一步調(diào)整，進一步調(diào)整后進入環(huán)月圓形軌道后進入環(huán)月圓形軌道3 3。有關嫦娥三號下列說法正確的是。有關嫦娥三號下列說法正確的是A A在地球的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度在地球的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B B在軌道在軌道1 1運行時的速度大于在軌道運行時的速度大于在軌道3 3運行時的速度運行時的速度C C由軌道由軌道1 1進入軌道進入軌道2 2需要在需要在P P點處減速點處減速DD分別由軌道分別由軌道1 1與軌道與軌道2 2經(jīng)經(jīng)P P點時，加速度相同點時，加速度相同123PQ熱點探究熱點探究熱點一：衛(wèi)星問題熱點一：衛(wèi)星問題衛(wèi)星運動問題的幾個考點衛(wèi)星運動問題的幾個考點二

4、、宇宙速度二、宇宙速度三、衛(wèi)星的變軌三、衛(wèi)星的變軌四、衛(wèi)星的能量四、衛(wèi)星的能量一、根據(jù)一、根據(jù) 討論衛(wèi)星討論衛(wèi)星 轉(zhuǎn)動的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系轉(zhuǎn)動的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系222224MmvrGmammrmrrT22MmvGmrr當當 時，作近心運動（遠地點）時，作近心運動（遠地點）當當 時，作離心運動（近地點）時，作離心運動（近地點）22MmvGmrr軌道半徑越大，動能越小，勢能越大，總能軌道半徑越大，動能越小，勢能越大，總能量越大量越大2、氫原子輻射出一個光子后，下列判斷下確的是：、氫原子輻射出一個光子后，下列判斷下確的是：A、電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增

5、大、電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大B、電子的動能減小、電子的動能減小C、氫原子的電勢能增大、氫原子的電勢能增大D、氫原子的能級減小、氫原子的能級減小熱點探究熱點探究熱點一：與衛(wèi)星問題相似的模型熱點一：與衛(wèi)星問題相似的模型 如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R R的光滑圓形軌道的光滑圓形軌道豎直放置，一質(zhì)量為豎直放置，一質(zhì)量為mm的小球從軌道下端的小球從軌道下端的開口處進入軌道，要小球不脫離軌道，的開口處進入軌道，要小球不脫離軌道，小球的初速度小球的初速度v0 0為多大？為多大？Rv0O熱點探究熱點探究熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動解：在最高點有：解：在最高點有：2vmgmR從最低點

6、到最高點，由動能定理得：從最低點到最高點，由動能定理得：22011222mg Rmvmv 變式一：變式一：如果把輕桿換成光滑管形圓軌道，且軌道半徑為如果把輕桿換成光滑管形圓軌道，且軌道半徑為R（管徑遠小于（管徑遠小于R），小球的質(zhì)量為），小球的質(zhì)量為m，其直徑略小于管徑，能在，其直徑略小于管徑，能在管中無摩擦運動。管中無摩擦運動。 則：則：（1）小球在最低點的速度）小球在最低點的速度v0至少多大時，至少多大時， 才能使小球在管內(nèi)做完整的圓周運動？才能使小球在管內(nèi)做完整的圓周運動？（2）當小球在最低點的速度）當小球在最低點的速度 時，時， 小球在軌道最高點對軌道是否有壓力？小球在軌道最高點對軌道

7、是否有壓力？ 若有，是對內(nèi)軌還是對內(nèi)軌有壓力？若有，是對內(nèi)軌還是對內(nèi)軌有壓力？06vgRv0熱點探究熱點探究熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動201(1)22mg Rmv2vNmgmRNmg在最高點有:方向向下22011(2)2222mvmvmg RvgR解得vmgmgN N 豎直面內(nèi)圓周運動的兩種臨界問題的比較豎直面內(nèi)圓周運動的兩種臨界問題的比較 最高點無支撐最高點無支撐最高點有支撐最高點有支撐 實例實例 球與繩、水流星、球與繩、水流星、翻滾過山翻滾過山車車 球與桿、車過拱橋、球過豎直管道、球與桿、車過拱橋、球過豎直管道、套在圓環(huán)上的物體等套在圓環(huán)上的物體等 圖示圖示 小球

8、受小球受的彈力的彈力 過最高過最高點條件點條件2vmgmR0v 向下的拉力或壓力向下的拉力或壓力vgR時桿向下拉或管外壁向下壓時桿向下拉或管外壁向下壓vgR時桿向上推或管內(nèi)壁向上壓時桿向上推或管內(nèi)壁向上壓變式二：變式二：若讓小球帶上正電，電荷量為若讓小球帶上正電，電荷量為q，在空，在空間加一個豎直方向、電場強度為間加一個豎直方向、電場強度為E的勻強電場，的勻強電場，要小球能做完整的圓周運動，小球的初速度要小球能做完整的圓周運動，小球的初速度v0為為多大？多大？Rv0O熱點探究熱點探究熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動熱點二：豎直面內(nèi)的圓周運動情況一：若電場方向向下，則：情況一：若電場方向向下，則：2v

9、mgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情況二：若電場方向向上且情況二：若電場方向向上且mgqE，則：，則：2vmgqEmR220112222mg RqE Rmvmv情況三：若電場方向向上且情況三：若電場方向向上且mg0mgmgqEvmgmgqEvmgmgqEv0變式三：變式三：若讓小球帶上正電，電荷量為若讓小球帶上正電，電荷量為q，在虛線右邊空間加一個，在虛線右邊空間加一個水平向右、電場強度為水平向右、電場強度為E=3mg/4q的勻強電場，的勻強電場，mg qEROv0222(1) ()()vmgqEmR22011(1 sin )(1 cos )22qERmgRmvmvmg q

10、E(1)(1)要使小球做完整的圓周運動，小球的要使小球做完整的圓周運動，小球的 初速度為多大？初速度為多大？(2)(2)運動中軌道對小球的最大壓力多大？運動中軌道對小球的最大壓力多大？22011(2)(1 sin )(1 cos )22mqERmgRmvmv222()()mvNqEmgmR處理粒子在電場和重力場的復合場中運動的幾個要點：處理粒子在電場和重力場的復合場中運動的幾個要點：1 1、用等效的方法理解、用等效的方法理解“最高點最高點”和和“最低點最低點”： 在在“最高點最高點”：重力和電場力的合力方向指向圓心：重力和電場力的合力方向指向圓心 在在“最低點：重力和電場力的合力的反方向指向圓

11、心最低點：重力和電場力的合力的反方向指向圓心2 2、無支撐恰能過、無支撐恰能過“最高點最高點”的條件：的條件： 彈力彈力N=0N=0，向心力由重力和電場力的合力提供。，向心力由重力和電場力的合力提供。3 3、應用動能定理時要注意找準電場力和重力方向上的位移。、應用動能定理時要注意找準電場力和重力方向上的位移。如圖所示，如圖所示，AB為一塊金屬板，其邊長為為一塊金屬板，其邊長為a，在距，在距A點點 處開處開有一小孔，板的上方有一邊長為有一小孔，板的上方有一邊長為a的正三角形有界勻強磁場，的正三角形有界勻強磁場，A點的正下方有一個正電荷，由于金屬板的作用，正電荷產(chǎn)生的點的正下方有一個正電荷，由于金

12、屬板的作用，正電荷產(chǎn)生的電場不能進入金屬板的上方。另有一帶電量為電場不能進入金屬板的上方。另有一帶電量為+q的粒子從距的粒子從距A點正下方點正下方 處以初速度處以初速度v0水平射出后，能沿如圖水平射出后，能沿如圖 的虛線做圓周運動并穿過小孔進入磁場，不計的虛線做圓周運動并穿過小孔進入磁場，不計 重力，靜電力恒量為重力，靜電力恒量為K，求：，求：ABCD3 / 2a3 / 2a熱點探究熱點探究熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動（1 1）A A處的正電荷所帶的電荷量；處的正電荷所帶的電荷量；（2 2）要使粒子能從）要使粒子能從ACAC射出，求勻強磁射出，求勻強

13、磁 場的磁感應強度場的磁感應強度B B的取值。的取值。v0變式一：變式一：若磁感應強度若磁感應強度B為定值，正為定值，正電荷以不同的速度從電荷以不同的速度從D點垂直點垂直AB射入，射入，要使粒子能從要使粒子能從AC射出，求入射速度射出，求入射速度的取值。的取值。ABCD變式二：變式二：若正電荷從若正電荷從AB中點以相同中點以相同速度速度v0沿不同方向入射，要使所有電沿不同方向入射，要使所有電荷能從荷能從AB邊射出，求磁感應強度邊射出，求磁感應強度B的取值。的取值。ABC熱點探究熱點探究熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動臨界條件的確定：臨界條件的確定： 作圓

14、與邊界的切線作圓與邊界的切線主要錯因：主要錯因： 1、軌跡畫反（洛侖茲力判反）、軌跡畫反（洛侖茲力判反） 2、作圖不規(guī)范（不用圓規(guī)作圖）、作圖不規(guī)范（不用圓規(guī)作圖） 3、三角函數(shù)不過關、三角函數(shù)不過關多個粒子在同一磁場中的運動處理方法多個粒子在同一磁場中的運動處理方法 作動態(tài)圓作動態(tài)圓熱點探究熱點探究熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動熱點三：帶電粒子在電磁場中的圓周運動如圖所示的空間分為如圖所示的空間分為I、兩個區(qū)域，邊界兩個區(qū)域，邊界AD與邊界與邊界AC的夾角的夾角為為300，邊界，邊界AC與與MN平行，平行，I、區(qū)域均存在磁感應強度大小為區(qū)域均存在磁感應強度大小為B的勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，的勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，區(qū)域?qū)挾葹閰^(qū)域?qū)挾葹閐，邊界，邊界AD上的上的P點與點與A點間距離為點間距離為2d一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為+q的粒子以速度的粒子以速度v=2Bqd/m，沿紙面與邊界，沿紙面與