（广东专用）高考物理总复习 第四章 第二单元 第4课 圆周运动的动力学特征课件课件.ppt

第二单元　圆 周 运 动 第4课　圆周运动的动力学特征 ;知能要求与高考展望;课 前 自 修;2．离心现象 做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动． 3．火车转弯问题的力学分析 由于火车的质量比较大，火车拐弯时所需的向心力就很大，如果铁轨内外侧一样高，则外侧轮缘所受的压力很大，容易损坏：实际中使________略高于________，从而可由________和______________的合力提供火车转弯时所需要的向心力．;4．竖直平面内的圆周运动最高点和最低点分析 (1)物体在竖直平面内做圆周运动时，设F是除重力外其他物体给运动物体的作用力．则在最高点：________＝ ；在最低点：________＝ . (2)汽车过拱形桥的运动也可以看作圆周运动，汽车过凸形桥到达桥的最高点时向心力由________和________的合力提供．________＝ ；汽车过拱桥时处于________状态．;重 难 突 破;2．解答圆周运动问题的关键？ 解答圆周运动问题最关键是要做好物体的受力分析，并能运用向心力的公式列式．由于合外力是变力，因此用牛顿第二定律所列的方程只能是对应某一时刻或某一位置的方程．应用向心力公式解题时可按下列步骤进行：(1)明确研究对象，将对象隔离出来进行受力分析；(2)分析物体的受力情况和运动情况；(3)确定圆心位置和半径大小；(4)根据牛顿第二定律，抓住物体指向圆心的合力等于向心力，列方程求解．;3．物体做离心运动的条件 (1)做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力的作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，如图中B所示． (2)当产生向心力的合外力消失，即F合＝0，物体便沿所在位置的切线方向飞出，如图中A所示． (3)当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力F＝mω2r，即合外力不足以提供所需的向心力，物体将沿切线与圆周之间的一条曲线运动，如图中C所示．;4．火车转弯规定速度;5．竖直平面内圆周运动问题分析 竖直平面内圆周运动问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在变化，考试常分析两种模型——轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：;6．小球在圆形管外竖直面上做圆周运动的特点 如图所示，小球在圆形管外沿着竖直面做圆周运动．在最高点，小球受到重力和轨道向上的弹力作用． (1)如果小球实际经过最高点时的速度0＜v高＜ ，重力超过小球经过最高点所需的向心力，则轨道将产生向上的支持力N，且v高越大，N越小．小球能通过最高点． (2)如果小球实际经过最高点时的速度 v高＝ ，轨道对小球没有力的作用，小球将开始脱离轨道而做平抛运动．;题 型 探 究;审题突破：本题考查对向心力的理解能力． 解析：重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指向转轴． 答案：D;题型二;审题突破：本题通过分析火车的受力确定火车转弯的向心力．;方法点窍：(1)当火车以规定速度v0转弯时，F合等于向心力，这时轮缘与内、外轨均无挤压力； (2)当火车转弯的实际速度v＞v0时，F合小于向心力，外轨向内挤压外侧轮缘，提供的挤压力与F合共同充当向心力； (3)当火车转弯的实际速度v＜v0时，F合大于向心力，内轨向外挤压内侧轮缘，提供的挤压力与F合共同充当向心力.;【例3】　在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(　　);审题突破：汽车转弯时，重力与支持力的合力提供向心力． 解析：考查向心力公式．汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgtan θ，根据牛顿第二定律：F向＝m ，tan θ＝ ，解得汽车转弯时的车速v＝ ，B正确．;答案：B;题型三;有个同学这样解：张成龙的运动看作质点做以重心离杠的距离为半径的竖直平面内的圆周运动，设半径为R，则他到达最高点时的最小速度 . 根据机械能守恒定律有：mg2R＋ mv12＝ mv22， 得他转到最低点时的速度为 . 由牛顿第二定律有：