2019-2020年高考物理一轮复习 圆周运动的基本规律及应用教案（含解析）沪科版

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1、2019-2020年高考物理一轮复习圆周运动的基本规律及应用教案（含解析）沪科版知识点一、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相等，就是匀速圆周运动。(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。2．描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：定义、意义公式、单位线速度(v)①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切①

2、v＝＝②单位：m/s角速度(ω)①描述物体绕圆心转动快慢的物理量②中学不研究其方向①ω＝＝②单位：rad/s周期(T)和转速(n)或频率(f)①周期是物体沿圆周运动一周的时间②转速是物体单位时间转过的圈数，也叫频率①T＝单位：s②n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz向心加速度(a)①描述速度方向变化快慢的物理量②方向指向圆心①a＝＝rω2②单位：m/s2知识点二、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，只改变速度的方向，不改变速度的大小。2．大小：F＝m＝mω2r＝mr＝mωv＝4π2mf2r。3．方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心

3、力是一个变力。4．来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。知识点三、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向心力的情况下，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，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势。图13．受力特点当F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿切线方向飞出；当F＜mrω2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图1所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)做圆周运动的物体，一

4、定受到向心力的作用，所以分析做圆周运动物体的受力，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。(　　)(2)一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，周期为2s，则速度变化率的大小为4πm/s2。(　　)(3)在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯。(　　)(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。(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√[题组自测]题组一　匀速圆周运动的运动学分析1．(多选)质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是(　　)A．速度的大小

5、和方向都改变B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动C．当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动D．向心加速度大小不变，方向时刻改变解析　匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，B错，D对；由匀速圆周运动的条件可知，C对。答案　CD2.(xx·北京西城区期末)如图2所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。在自行车正常骑行时，下列说法正确的是(　　)图2A．A、B两点的角速度大小相等B．B、C两点的线速度大小相等C．A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的

6、半径之比D．B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比解析　同一皮带相连，线速度大小相等，所以A、B两点的线速度大小相等，由于半径不同，故角速度不同，选项A错误；同轴的轮子角速度相同，所以B、C两点的角速度相同，由于半径不同，故线速度不同，选项B错误；A、B两点的线速度大小相等，根据a＝，加速度与半径成反比，选项C错误；B、C两点的角速度相同，根据a＝ω2r，加速度与半径成正比，所以选项D正确。答案　D题组二　圆周运动的动力学分析3.如图3所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服(　　)图3A．受到重力、弹力、静摩擦力和

7、离心力四个力的作用B．所需的向心力由重力提供C．所需的向心力由弹力提供D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大解析　衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用，A错；衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力，由于重力与静摩擦力平衡，故弹力提供向心力，即N＝mrω2，转速越大，N越大，C对，B、D错。答案　C4.如图4所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为(　　)图4A．mω2RB．mC．mD．条件不足，不能确定解