2020_2021学年高中物理第二章匀速圆周运动阶段提升课课件教科版必修2202102232145.ppt

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1、阶段提升课第二章知识体系·思维导图考点整合·素养提升【核心素养——物理观念】考　点　传动装置1.三种传动装置:2.传动装置的关键词转化:【典例示范】【典例】(2020·苏州高一检测)我们平常所用的修正带,内部是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的,其原理简化图如图所示,若小齿轮匀速转动,位于齿轮边缘上A、B两点以及大齿轮内部的C点,下列说法正确的是()A.A点和B点的角速度相等B.A点的向心加速度不变C.B点和C点的线速度大小相等D.A点的角速度大于C点的角速度【解析】选D。同缘传动时,边缘点的线速度相等,故:vA=vB;根据v=ωr,可知半径大的B点角速度小,故A错误;A点的向心加速度大小不

2、变,但方向不断变化,故B错误;同轴传动时,角速度相等,故:ωB=ωC;根据v=ωr,可知半径大的B点的线速度大,故C错误;同轴传动时,角速度相等,故ωB=ωC;而B点角速度小于A点的角速度,所以A点的角速度大于C点的角速度,故D正确。【素养评价】(多选)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,如图1所示,它们的边缘上有三个点A、B、C,向心加速度随半径变化图像如图2所示,可以知道()A.A、B两点加速度关系满足甲图线B.A、B两点加速度关系满足乙图线C.B、C两点加速度关系满足甲图线D.B、C两点加速度关系满足乙图线【解析】选A、D。由题图1可知vA=vB,根据a=可知,A、B两

3、点加速度关系满足甲图线,A对。由题图1可知ωB=ωC,根据a=rω2可知,B、C两点加速度关系满足乙图线,D对。【核心素养——科学思维】考　点　圆周运动中的临界问题1.问题特点:当物体从某种特性变化为另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态,通常叫作临界状态,出现临界状态时,既可理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”。2.类型:(1)轻绳类:轻绳拴球在竖直面内做圆周运动,过最高点时,临界速度为v=,此时F绳=0。(2)轻杆类:①小球在最高点的临界条件:v=0,F=mg,F为支持力。②当0F,F为支持力。③当v>时,F随v增大而增大,F为拉力。(3)汽车

4、过拱形桥:如图所示,G-F=m,汽车能够安全经过桥最高点的条件是支持力F>0,由此得G>m,v<。汽车安全过拱形桥的临界速度为v=。(4)转台上的圆周运动:物体做匀速圆周运动,向心力由静摩擦力提供,即f=mrω2,由于0

5、转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是()A.当ω>时,A、B相对于转盘会滑动B.当ω>时,绳子一定有弹力C.ω在<ω<范围内增大时,B所受摩擦力变大D.ω在<ω<范围内增大时,A所受摩擦力不变【解析】选A、B。开始角速度较小,两木块都靠静摩擦力提供向心力,B先到达最大静摩擦力,角速度继续增大,则绳子出现拉力,角速度继续增大,A所受的静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,开始发生相对滑动。当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A、B相对于转盘会滑动,对A有:kmg-T=mL,对B有T+kmg=m·2L,解得ω1=,当ω>时,A、B相对于转盘会滑动,A正确;当B达到最大静摩擦力时,绳子开始出

6、现弹力,kmg=m·2L,解得ω2=,知ω>时,绳子具有弹力,B正确;角速度0<ω<,B所受的摩擦力变大,ω在<ω<范围内增大时,B所受摩擦力不变,C错误;当ω在0<ω<范围内增大时,A所受摩擦力一直增大,D错误。【素养评价】如图所示,半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随着陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°。已知重力加速度大小为g,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为Ff=。(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求

7、此时的角速度ω0。(2)若改变陶罐匀速旋转的角速度,而小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的范围。【解析】(1)当摩擦力为零,支持力和重力的合力提供向心力,有:mgtanθ=mRsinθ解得:ω0=。您好，谢谢观看！(2)当ω>ω0时,重力和支持力的合力不够提供向心力,当角速度最大时,摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值,设此最大角速度为ω1,由牛顿第二定律得,Ffcos45°+FNcos45°=mRsin45°Ffs