高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动万有引力与航天 第3讲 万有引力与航天课件

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1、第3讲　圆周运动第四章曲线运动万有引力与航天内容索引基础知识梳理命题点一圆周运动的分析命题点二水平面内圆周运动的临界问题命题点三竖直面内的圆周运动盘查拓展点课时作业基础知识梳理1一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度1.匀速圆周运动(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长，就是匀速圆周运动.(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向，是变加速运动.(3)条件：合外力大小不变、方向始终与方向垂直且指向圆心.相等圆心速度2.描述匀速圆周运动的物理量定义、意义公式、单位线速度描述做圆周运动的物体运动的物理量(v)(1)v＝＝_______(

2、2)单位：角速度描述物体绕圆心的物理量(ω)(1)ω＝＝_______(2)单位：______快慢快慢转动m/srad/s周期物体沿圆周运动的时间(T)(1)T＝＝，单位：___(2)f＝，单位：Hz向心加速度(1)描述速度变化快慢的物理量(an)(2)方向指向_______(1)an＝＝(2)单位：一圈方向圆心srω2m/s2如图所示为一辆自行车传动装置的结构图.答案(1)同一齿轮上到转轴距离不同的各点的线速度、角速度是否相同？线速度不同，角速度相同.深度思考答案(2)两个齿轮相比较，其边缘的线速度是否相同？角速度是否相同，转速是否相同？线速度相同，角速

3、度、转速不同.二、匀速圆周运动的向心力1.作用效果向心力产生向心加速度，只改变速度的，不改变速度的.2.大小F＝m＝＝mr＝mωv＝4π2mf2r.3.方向始终沿半径方向指向，时刻在改变，即向心力是一个变力.4.来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的提供，还可以由一个力的提供.mrω2分力圆心方向大小合力三、离心现象1.定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的情况下，就做逐渐远离圆心的运动.2.本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周飞出去的趋势.向心力切线方向3.受力特点(如图)当F＝时，物体做匀速圆周运动

4、；当F＝0时，物体沿方向飞出；当F<时，物体逐渐远离圆心.mrω2切线mrω21.判断下列说法是否正确.(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动.()(2)做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析做圆周运动物体的受力时，除了分析其受到的其他力，还必须指出它受到向心力的作用.()(3)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出.()(4)火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大.()(5)飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机机翼一定处于倾斜状态.()×√××√基础题组自测2.(人教版必修2P25第3题改编)如图所示，小物

5、体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是A.重力、支持力B.重力、向心力C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力D.重力、支持力、向心力、摩擦力答案√3.(人教版必修2P19第4题改编)图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为nr/s，则自行车前进的速度为答案√4.(人教版必修2P25第2题改编)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确

6、的是A.A球的角速度等于B球的角速度B.A球的线速度大于B球的线速度C.A球的运动周期小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力答案解析√先对小球受力分析，如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力mg和支持力FN的合力，建立如图所示的坐标系，则有：FNsinθ＝mg①FNcosθ＝mrω2②由①得FN＝，小球A和B受到的支持力FN相等，由牛顿第三定律知，选项D错误.由于支持力FN相等，结合②式知，A球运动的半径大于B球运动的半径，故A球的角速度小于B球的角速度，A球的运动周期大于B球的运动周期，选项A、C错误.又根据FNcosθ＝m可知

7、：A球的线速度大于B球的线速度，选项B正确.2命题点一圆周运动的分析1.圆周运动中的运动学分析(1)对公式v＝ωr的理解当r一定时，v与ω成正比；当ω一定时，v与r成正比；当v一定时，ω与r成反比.(2)对a＝＝ω2r＝ωv的理解在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比.2.圆周运动中的动力学分析(1)向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.(2)向心力的确定①确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置.②分析物体的受力情况，找出

8、所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.(多选)(2016·浙