高考物理一轮总复习精品课件 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3节 圆周运动.ppt

典例3.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是()A.小球能到达最高点时的最小速度B.小球能到达最高点时的最小速度vmin=0C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力思维点拨:本题属于轻杆模型,轨道既可以提供指向圆心的力也可以提供背离圆心的力,因此小球在最高点的最小合力为零,故最小速度为零。小球在水平线ab以下的管道中运动时,因为沿半径方向的合力得指向圆心,因此外侧管壁对小球一定有作用力,内侧管壁对小球一定无作用力。答案:B解析:小球在竖直放置的光滑圆形管道内的圆周运动属于轻杆模型,小球能到达最高点的最小速度为0,A错误,B正确;小球在水平线ab以下管道中运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力,故C错误;小球在水平线ab以上管道中运动时,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,当速度非常大时,内侧管壁没有作用力,此时外侧管壁有作用力,当速度比较小时,内侧管壁有作用力,故D错误。对点演练7.“太极球”是近年来较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球不会掉落地上。现将球拍和太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为圆周的最低点,B、D与圆心O等高。设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,球的重力为1N,不计拍的重力,则tanθ与F的大小的关系为()A.tanθ=F+1 B.tanθ=F+2C.tanθ=F-1 D.tanθ=F-2答案:A解析:在A处时板对小球的作用力为F,小球做匀速圆周运动的向心力为F向=F+mg,由于无相对运动趋势,小球在B处不受摩擦力作用,受力分析如图所示,则,故A正确。8.(多选)如图所示,在竖直平面内,一半径为R的圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切,BC为圆弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,cosα=。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦,重力加速度大小为g。则下列说法正确的是()A.小球在A点时速度最大B.小球在B点时对轨道的压力最大答案:BCD本课结束三、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。?3.受力特点(1)当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动,如图所示;(2)当F=0时,物体沿切线方向飞出;(3)当Fmω2r时,物体逐渐远离圆心,F为实际提供的向心力。物体做圆周运动还是离心运动,由实际受的合力和需要的向心力间的关系决定易错辨析·判一判(7)车辆在水平路面上转弯时,所受摩擦力提供向心力。(√)(8)做匀速圆周运动的物体,当合外力突然减小时,物体将沿切线方向飞出。(×)(9)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动,这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故。(×)经典小题·练一练3.(多选)如图所示,光滑水平面上,质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化。下列关于小球运动情况的说法正确的是()A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做直线运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pb做离心运动C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc做向心运动答案:AB解析:在光滑水平面上,细绳的拉力提供小球所需的向心力,当F=mω2r时,小球做匀速圆周运动,当拉力突然消失时,小球将沿切线Pa方向做匀速直线运动,A正确;当拉力突然减小时,小球将沿Pb做离心运动,B正确,D错误;当拉力突然增大时,小球将沿Pc做向心运动,C错误。研考点精准突破考点一圆周运动的运动学分析[自主探究]1.圆周运动各物理量间的关系2.常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动:如图甲、乙所示,