2024版新教材高考物理全程一轮总复习第四章曲线运动第3讲圆周运动课件

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课 程 标 准会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动．知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向．探究影响向心力大小的因素．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力．了解生产生活中的离心现象及其产生的原因． 素 养 目 标物理观念：知道描述圆周运动的物理量的概念．科学思维：(1)掌握线速度、角速度、向心加速度的公式并能灵活应用．(2)会分析圆周运动的向心力来源，掌握圆周运动的动力学问题的分析方法．科学态度与责任：通过生活实例，培养运用物理知识解决实际问题的能力．
一、圆周运动及其描述1．匀速圆周运动：(1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长________，就是匀速圆周运动．实质是匀速率圆周运动(2)速度特点：速度的大小________．方向始终与半径垂直．
2．描述圆周运动的物理量：
三、离心现象1．定义：做________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________的情况下，所做的逐渐远离圆心的运动．2．受力特点(1)当Fn＝mω2r时，物体做匀速________运动．(2)当Fn＝0时，物体沿________方向飞出．(3)当Fn＜mω2r时，物体逐渐________圆心，做离心运动．(4)当Fn＞mω2r时，物体将逐渐________圆心，做近心运动．
走进生活如图所示为一种叫“魔盘”的娱乐设施．最初当“魔盘”转速较小时，人随“魔盘”一起转动，当“魔盘”的转速逐渐增大时，离转轴越远的人最先滑向“魔盘”的边缘，则(1)当“魔盘”转速较小且匀速转动，而“魔盘”上所有人都不滑动时，所有人转动的角速度都相同．(　　)(2)若人都不打滑．离转轴越远的人，线速度越大．(　　)(3)提供人随“魔盘”转动的向心力为静摩擦力．(　　)(4)在第(1)种情况下，所有人的向心力大小都相等．(　　)(5)若人都不打滑，离转轴越远的人，向心加速度越大．(　　)(6)随“魔盘”转速的增大，离转轴越远的人最先达到最大静摩擦力．(　　)
例1 [2022·辽宁卷] 2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金．(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动．若运动员加速到速度v＝9 m/s时，滑过的距离x＝15 m．求加速度的大小；(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s，v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道．
针 对 训 练1．[2023·湖南长郡中学模拟]如图是某电力机车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是(　　)A．P点的线速度始终不变B．P点的向心加速度不变C．M、N两点的线速度相同D．M、N两点的运动周期不同
解析：雨刮臂绕O轴转动的过程中，P点做圆周运动，所以P点的线速度与向心加速度方向变化，故A、B错误；由于刮水片始终保持竖直，即平动，平动物体可以看成质点，所以刮水片各点的线速度与P点的相同，所以M、N两点的线速度相同，故C正确；刮水片上各点的运动周期相同，所以M、N两点的运动周期相同，故D错误．
3．如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，小齿轮和后车轮共轴转动，大齿轮、小齿轮、后车轮的半径分别为2r、r、4r，A、B、C分别是其边缘上一点，它们加速度大小和周期之比分别是(　　)A．1:2:1和1:2:2B．1:2:8和2:1:4C．1:2:8和2:1:1D．1:2:1和2:1:1
规律方法　分析此类问题要“看”“找”“选”
考点二　匀速圆周运动的动力学问题1．受力特点(1)物体所受合外力大小不变，方向总是指向圆心．(2)合外力充当向心力．
2．圆周运动动力学问题的分析思路
考向2　圆锥摆模型例3 [2023·石家庄一模]智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示．可视为质点的配重质量为0.5 kg，绳长为0.5 m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m．水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，
下列说法正确的是(　　)A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变B．若增大转速，腰带受到的合力变大C．当θ稳定在37°时，配重的角速度为5 rad/sD．在θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
针 对 训 练4.[人教版必修二P32例题改编]分别用两根长度不同的细线悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则在运动过程中，两小球相对位置关系示意图正确的是(　　)
5．随着我国综合国力的提高，近几年来我国的公路网发展迅猛．在公路转弯处，常采用外高内低的斜面式弯道，这样可以使车辆经过弯道时不必大幅减速，从而提高通行能力且节约燃料．若某处有这样的弯道，其半径为r＝100 m．路面倾角为θ，且tan θ＝0.4.取g＝10 m/s2.(1)求汽车的最佳通过速度，即不出现侧向摩擦力时的速度大小．(2)若弯道处侧向动摩擦因数μ＝0.5.且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车的最大速度的大小．