教材复习区专题六第3课时 圆周运动.docx
- 文档编号:29211798
- 上传时间:2023-07-21
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:110.63KB
教材复习区专题六第3课时 圆周运动.docx
《教材复习区专题六第3课时 圆周运动.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教材复习区专题六第3课时 圆周运动.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
教材复习区专题六第3课时圆周运动
第3课时 圆周运动
测试内容及测试要求
考情分析
1.匀速圆周运动 (A)
2.线速度、角速度和周期(A)
3.向心加速度 (A)
4.向心力(C)
历年学业水平考试对匀速圆周运动有:
16(13);对线速度、角速度和周期考查的有:
17(9)、11(8)、10(11);对向心加速度考查的有:
14(9)、11(7)、08(14)、09(15);对向心力考查的有:
17(28)、16(14)、15(26)、14(27)、13(27)、12(22)、11(27)、10(28)、10(22)、09(28)、08(28).
一、匀速圆周运动
质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的________都相等,这种运动就叫做匀速圆周运动,匀速圆周运动属于________运动.
二、线速度、角速度和周期
1.线速度:
线速度v是描述做匀速圆周运动的物体运动快慢的物理量,是矢量,方向和半径________和圆周________.
2.角速度:
角速度ω是描述物体绕______________的物理量.
3.周期:
周期T是物体__________________的时间.
4.角速度和线速度的关系式v=________.周期与线速度、角速度的关系T=________=________.
三、向心加速度
向心加速度是描述圆周运动的物理量,它与角速度、线速度、周期的关系式是a=________=________=________,向心加速度是矢量,其方向总是与速度方向________.
四、向心力
向心力:
做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力.方向:
________,与线速度的方向垂直.大小为Fa=________=________=________=________.向心力的作用:
只改变速度的方向,不改变速度的大小.
突破点一 对匀速圆周运动的理解
1.速度的大小不变,方向时刻改变.
2.转动快慢不变,即角速度不变.由ω=
=
=2πf,故周期或频率都不变.
3.向心加速度大小不变,方向时刻改变.
4.运动性质
(1)速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是一种变速运动.
(2)加速度的方向改变,所以匀速圆周运动是变加速运动.
[典例剖析]
关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是匀加速运动
C.匀速圆周运动是一种变加速运动
D.匀速圆周运动的物体处于平衡状态
如图所示,A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对圆盘静止,已知两物块的质量MA<MB,运动半径rA>rB,则下列关系一定正确的是( )
A.角速度ωA<ωB
B.线速度vA C.向心加速度aA>aB D.向心力FA>FB [变式训练] 1.如图所示,一个匀速转动的圆盘上有a、b、c三点,已知Oc= Oa,则下面说法中错误的是( ) A.a、b两点线速度相同 B.a、b、c三点的角速度相同 C.c点的线速度大小是a点线速度大小的一半 D.a、b、c三点的运动周期相同 2.下列说法正确的是( ) A.半径一定,周期与线速度成正比 B.半径一定,角速度与线速度成正比 C.线速度一定,周期与半径成反比 D.角速度一定,线速度与半径成反比 3.如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线.表示质点P的图线是双曲线,表示质点Q的图线是过原点的一条直线.由图线可知( ) A.质点P的线速度大小不变 B.质点P的角速度大小不变 C.质点Q的角速度随半径变化 D.质点Q的线速度大小不变 突破点二 向心力的理解 1.大小 (1)Fn=mω2r=m =mωv,这三个公式适用于所有圆周运动,但在变速圆周运动中,ω、v是变化的,所以求某一点的向心力时,v、ω都是那一点的瞬时值. 2.方向 总是指向圆心,故方向时刻在变化,所以向心力是变力. 3.作用效果 向心力总是指向圆心,而线速度是沿圆周的切线方向,故向心力始终与线速度垂直,所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向,而不改变速度的大小. 4.向心力的来源 向心力是做圆周运动的物体受到的沿着半径指向圆心的力,它可以由某一个力单独承担,也可以是几个力的合力,还可以是物体受到的合外力在沿半径指向圆心方向上的分量.总之,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.它是根据力的作用效果来命名的. [典例剖析] 某同学为了感受向心力的大小与哪些因素有关,做了一个小实验: 绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内做圆周运动(如图所示),则下列说法中正确的是( ) A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大 C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小 如图所示,用长为L的细线拴一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向间的夹角为θ,关于小球的受力情况,下列说法不正确的是( ) A.小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 B.向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力 C.向心力等于细线对小球拉力的水平分量 D.向心力的方向为沿水平面指向圆心 如图所示,V形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动,OO′沿竖直方向,V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°.两质量均为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两臂上,并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍.当杆以角速度ω转动时,细线始终处于水平状态,取g=10m/s2. (1)求杆转动角速度ω的最小值; (2)将杆的角速度从 (1)问中求得的最小值开始缓慢增大,直到细线断裂,写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式; (3)求第 (2)问过程中杆对每个环所做的功. [变式训练] 1.“魔盘”是一种神奇的游乐设施,它是一个能绕中心轴转动的带有竖直侧壁的大型转盘,随着“魔盘”转动角速度的增大,“魔盘”上的人可能滑向盘的边缘.如图所示,质量为m的人(视为质点)坐在转盘上,与转盘中心O相距r.转盘的半径为R,人与盘面及侧壁间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g. (1)当转盘的角速度大小为ω0时,人未滑动,求此时人的线速度大小v. (2)求人与转盘发生相对滑动时转盘的角速度大小ω应满足的条件. (3)当人滑至“魔盘”侧壁时,只要转盘的角速度不小于某一数值ωm,人就可以离开盘面,贴着侧壁一起转动.有同学认为,ωm的大小与人的质量有关,你同意这个观点吗? 请通过计算说明理由. 2.如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直放置,A与圆心O等高,B为轨道的最低点,该圆弧轨道与一足够长的粗糙直轨道CD相切于C,C离B的高度为 .一质量为m的小滑块从A点由静止开始下滑,滑到直轨道上的E点(图中未标出)后返回,最终在轨道上来回做往复运动. (1)试判断E点能否与A点等高,并简要说明理由; (2)求滑块第一次经过B点时所受支持力的大小; (3)求滑块在整个运动过程中克服摩擦力所做的功. 1. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示,长为L的细线一端固定,另一端系一质量为m的小球.小球在竖直平面内摆动,通过最低点时的速度为v,则此时细线对小球拉力的大小为( ) A.mgB.m C.mg+m D.mg-m 2.(2010年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示,电风扇工作时,叶片上a、b两点的线速度分别为va、vb,角速度分别为ωa、ωb则下列关系正确的是( ) A.va=vb,ωa=ωb B.va<vb,ωa=ωb C.va>vb,ωa>ωb D.va<vb,ωa<ωb 3.(2014年江苏省普通高中学业水平测试)家用台式计算机上的硬磁盘的磁道如图所示,O点为磁道的圆心,A、B两点位于不同的磁道上,硬盘绕O点匀速转动时,A、B两点的向心加速度( ) A.大小相等,方向相同B.大小相等,方向不同 C.大小不等,方向相同D.大小不等,方向不同 4. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示,汽车雨刮器在转动时,杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为ωA、ωB,线速度大小为vA、vB,则( ) A.ωA<ωB,vA=vBB.ωA>ωB,vA=vB C.ωA=ωB,vA 5. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)将一根长为L的光滑细钢丝ABCDE制成如图所示的形状,并固定在竖直平面内.其中AD段竖直,DE段为 圆弧,圆心为O,E为圆弧最高点,C与E、D与O分别等高,BC= AC.将质量为m的小珠套在钢丝上由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g. (1)小珠由C点释放,求到达E点的速度大小v1; (2)小珠由B点释放,从E点滑出后恰好撞到D点,求圆弧的半径R; (3)欲使小珠到达E点与钢丝间的弹力超过 ,求释放小珠的位置范围. 6.(2015年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示,小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动.已知小球质量m=0.40kg,线速度大小v=1.0m/s,细线长L=0.25m.求: (1)小球的动能Ek; (2)小球的角速度大小ω; (3)细线对小球的拉力大小F. 第3课时 圆周运动 [基础梳理] 一、圆弧长度 变加速 二、1.垂直 相切 2.圆心转动快慢 3.做匀速圆周运动转过一周所用 4.ωr 三、ω2r 垂直 四、指向圆心 mω2r m· 4π2mf2r [考点突破] 突破点一: [例1][解析]做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是一种变加速运动,故选C.注意: 速度是矢量,既要看其大小又不能忽略掉方向. [答案]C [例2][解析]A、B两物块置于同一个水平圆盘上,周期相同,角速度相同,此时的向心加速度和线速度均和半径成正比,A、B错C对;向心力不能确定大小,故D错.注意: 答题时要弄清楚匀速圆周运动公式中各变量之间的相互关系. [答案]C [变式训练] 1.A 2.B 3.A 突破点二: [例1][解析]由F=mrω2可知,保持r不变,增大ω,则F增大,故A错B对;保持ω不变,r增大,F也增大,故C、D错. [答案]B [例2][解析]小球只受到重力和拉力的作用,向心力只是重力和拉力的合力,向心力等于细线对小球拉力的水平分量,向心力的方向始终指向圆心,故A错.向心力是效果力,在受力分析时一定不能将向心力混进去. [答案]A [例3][解析] (1)角速度最小时,fmax沿杆向上,则 FNsin45°+fmaxcos45°=mg FNcos45°-fmaxsin45°=mω r 且fmax=0.2FN,r= 故ω1=10/3rad/s≈3.33rad/s. (2)当fmax沿杆向下时,有 FNsin45°=fmaxcos45°+mg FNcos45°+fmaxsin45°=mω r 解得ω2=5rad/s 当细线拉力刚达到最大时,有 FNsin45°=fmaxcos45°+mg FNcos45°+fmaxsin45°+Fmax=mω r 解得ω3=10rad/s 所以F拉= (3)根据动能定理,有 W= m(ω3r)2- m(ω1r)2=1.6J. [答案]见解析 [变式训练] 1. (1)v=rω0 (2)ω> (3)ωm= ωm与人的质量无关 2. (1)不能.理由略 (2)3mg (3)Wf克= mgR [真题感悟] 1.C 2.B 3.D 4.D 5. (1)v1=0 (2)R= (3)当小珠从C点上方低于 处滑下或高于 处滑下时,小珠到达E点与钢丝间的弹力超过 mg 6.解析: (1)小球的动能为: Ek= mv2= ×0.40×1.02J=0.20J. (2)小球的角速度大小为: ω= = rad/s=4.0rad/s. (3)细线对小球的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得: F=m =0.40× N=1.60N. 答案: (1)0.20J (2)4.0rad/s (3)1.60N
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教材复习区专题六第3课时 圆周运动 教材 复习 专题 课时