2014届物理一轮复习教学案-圆周运动的规律及其应用

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1、圆周运动的规律及其应用一．考点整理基本概念1．圆周运动：质点沿着圆周的运动称为圆周运动．其轨迹为一圆弧，故圆周运动是曲线运动．⑴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．物理量定义、意义公式、单位线速度①描述圆周运动的物体运动的物理量（v）②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切①v==②单位：m/s角速度①描述物体绕圆心的物理量（ω）[来源:Z_xx_k.Com]②中学不研究其方向①ω==②单位：rad/s周期和转速①周期是物体沿圆周运动的时间（T）②转速

2、是物体单位时间转过的（n）、频率（f）①T=　单位：s②n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz向心加速度①描述速度变化的物理量（a）[来源:学科网ZXXK]②方向指向①a=v2/r=rω2②单位：m/s2⑵匀速圆周运动：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．①特点：加速度大小，方向始终指向，是变加速运动．②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．[来源:学科网]2．向心力：⑴作用效果：向心力产生，只改变速度的，不改变速度的．⑵大小：F===m(2π/T)2r=mωv

3、=4π2mf2r．⑶方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力．⑷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．二．思考与练习思维启动1．关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是（）A．由a=v2/r知，a与r成反比B．由a=ω2r知，a与r成正比C．由ω=v/r知，ω与r成反比D．由ω=2πn知，ω与转速n成正比2．如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（）A．受重力和台面的支持力B．受

4、重力、台面的支持力和向心力C．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力D．受重力、台面的支持力和静摩擦力三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗描述圆周运动的各物理量间的关系【例1】如图所示为皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径是2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则（）A．a点和b点的线速度大小相等B．a点和b点的角速度大小相等C．a点和c点的线速度大小相等D．a点和d点的向心加速度大小相等【变式

5、跟踪1】如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2．已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是（）A．从动轮做顺时针转动　　　　B．从动轮做逆时针转动C．从动轮的转速为(r1/r2)nD．从动轮的转速为(r2/r1)n〖考点2〗匀速圆周运动的实例分析【例2】铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关．还与火车在弯道上的行驶速度v有关．下列说法正确的是（）A．速率v一定时，r越小，要求h越大B．速率v一定时

6、，r越大，要求h越大C．半径r一定时，v越小，要求h越大D．半径r一定时，v越大，要求h越大【变式跟踪2】“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r．若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是（）A．人和车的速度为　B．人和车的速度为C．桶面对车的弹力为　　D．桶面对车的弹力为〖考点3〗水平面内圆周运动的临界问题【例3】如图所示，质量为m的木块，用一轻绳拴着，置于很大的水平转盘上，细绳穿过转

7、盘中央的细管，与质量也为m的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的μ倍（μ=0.2），当转盘以角速度ω=4rad/s匀速转动时，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是多少？（g取10m/s2）【变式跟踪3】对于例3，若木块转动的半径保持r=0.5m不变，则转盘转动的角速度范围是多少？〖考点4〗“竖直平面内圆周运动的绳、杆”模型【例4】在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，如图所示，铁水注入之后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，

8、浇铸时转速不能过低，否则，铁水会脱离模型内壁，产生次品．已知管状模型内壁半径R无限精彩在大家www.TopSage.com，则管状模型转动的最小角速度ω为（）A．B．C．D．2[来源:学科网]【变式跟踪4】如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为半径是R的四分之三光滑圆弧形轨道，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度．今将质量为m的小球