[高考]专题四：第3讲-圆周运动及其应用.pptVIP

热点2 竖直平面内的圆周运动 【例2】如图4－3－8所示，使一小球沿半径为R的圆形 轨道从最低点B上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使 它到达轨道的最高点 A? 图4－3－8 思路点拨：这道题属于“绳球模型”，所以小球到达最高 点A 时的速度vA 不能为零，否则小球早在到达A点之前就离开 了圆形轨道． 分析 v＝0 过最高点 临界条件 常见形式 杆球模型 绳球模型 模型 备考策略：物体在竖直平面内做的圆周运动一般是变速圆 周运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”、“最小”、 “刚好”等条件，常见的有两种模型，也常有变形． 常见的竖直平面内的圆周运动模型如下表： 2．如图4－3－9所示，光滑圆管形轨道AB部分平直，BC 部分是处于竖直平面内半径为 R 的半圆，圆管截面半径 r?R， 有一质量为 m、半径比 r 略小的光滑小球以水平初速度 v0 射入 圆管． 图4－3－9 (1)若要小球能从C端出来，初速度 v0 应为多大？ (2)在小球从C端出来瞬间，对管壁压力有哪几种典型情况， 初速度v0各应满足什么条件？ * 第3讲　圆周运动及其应用 切线 rad/s 2．向心加速度 (1)物理意义：描述某点线速度方向改变的快慢． (3)方向：总是指向____________，与线速度方向垂直． 圆心 3．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． F合＝F＝ma v＝ωr 关系 N m/s2 rad/s m/s 单位 合外力指向圆心的分量，改变速度的方向 表示速度方向变化的快慢 表示转动的快慢 表示运动的快慢 意义 公式 向心力F 向心加速度a 角速度ω 线速度v 物理量 4．各物理量的比较 角速度 线速度 考点2 向心力及离心现象 1．向心力 (1)定义：做圆周运动的物体所受到的合外力指向圆心的分 力，叫向心力． (3)方向：总是指向__________．由于方向时刻发生变化， 向心力是变力． 圆心 (4)作用效果：只产生向心加速度，改变速度的方向． (5)特点：向心力是效果力，不是一种新性质的力，可由某 一性质的力(如重力、弹力、磁场力等)提供，也可由一个力的 分力或几个力的合力提供．受力分析时不要把向心力当做一个 独立的力来分析． (6)在变速圆周运动中(如竖直平面内的圆周运动)，合外力 沿半径方向的分力充当向心力，会改变速度的方向；合外力沿 轨道切线方向的分力则会改变速度的大小． 2．离心现象 (1)做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周 ________方向飞去的倾向，在所受合外力突然消失或不足以提 供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运 动，这种现象称为离心现象． (2)物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者________ 提供圆周运动所需的向心力． (3)离心运动的应用：离心干燥器、离心沉淀器等． (4)离心运动的防止：车辆转弯时要限速；转动的砂轮和飞 轮要限速等． 切线 不足以 考点3 竖直平面内的圆周运动 1．竖直平面内的圆周运动的特点 竖直平面内的圆周运动一般是__________圆周运动，其合 外力一般不指向圆心，它产生两个方向的效果： 但在______点和______点时合外力沿半径指向圆心，全部 提供向力． 变速 最高 最低 2．竖直平面内的圆周运动的常见模型 (1)绳球模型：没有物体支撑的小球，在竖直平面内做圆周 运动过最高点，如图4－3－1所示． 图4－3－1 (2)杆球模型：有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动 的情况，如图4－3－2 所示． 图4－3－2 ①由于轻杆或管状轨道对小球有支撑作用，不存在“掉下 来”的情况，因此小球恰能到达最高点的临界速度 v＝0. ②小球过最高点时，所受弹力情况： 增大 减小 题组1 对应考点1 1．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的 关系，下列说法正确的是( ) A．线速度大角速度一定大 B．线速度大周期一定大 C．角速度大的半径一定小 D．角速度大周期一定小 答案：D 2．(双选)如图4－3－3所示为一皮带传动装置，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， 小轮的半径为 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 点与 b 点的线速度大小相等 B．a 点与 b 点的角速度大小