高考物理总复习冲A方案第9讲圆周运动教案新人教版
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第9讲 圆周运动【知识总览】【考点探究】考点1线速度、角速度、周期和转速之间的关系(d)·条目解析物理量线速度角速度转速周期频率定义做圆周运动的物体单位时间内通过的 弧 长做圆周运动的物体单位时间内转过的 弧 度物体单位时间内所转过的圈 数物体完成一次完整圆周运动所用的时间物体在1 s 内所完成的圆周运动的次数性质矢量矢量标量标量标量符号vωnTf单位m/srad/sr /ssHz关系v 、ω、r 、T 间是瞬时对应的关系:v=rω=r 2πT·典型例题例1 硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成,碟片外覆盖有铁磁性材料.如图9-1所示,电动机使磁盘以5400 r/min的转速匀速转动,磁头在读、写数据时是不动的,磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道.外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比,有( )图9-1A.转速n P>n QB.角速度ωP>ωQC.线速度v P<v QD.向心加速度a P>a Q图9-2变式 如图9-2所示,A、B为电风扇叶片上的两个质点,当电风扇匀速转动时,A、B两质点具有相同的( )A.线速度大小B.周期C.向心加速度大小D.运动轨迹[要点总结] 链条或皮带传动是圆周运动知识在实际生活和生产中的典型应用.在分析传动装置的各物理量时,抓住相等量的关系,即应抓住:①同轴转动的轮子上各点角速度相等;②同一链条或皮带传动的两个轮子边缘各点线速度大小相等.考点2向心加速度(d)·条目解析1.匀速圆周运动中加速度的方向(1)做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向总指向圆心,这个加速度称为向心加速度.(2)由于匀速圆周运动中向心加速度的方向时刻在发生变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀加速运动,而是变加速运动.2.向心加速度的大小向心加速度的大小可以通过公式a n =来计算,计算向心加速度的公式还有a n =rω2=vω,应根据v 2r 问题情景选择合适的向心加速度的表达式.·典型例题例2 关于向心加速度,下列说法正确的是( )A .它是描述角速度变化快慢的物理量B .它是描述线速度大小变化快慢的物理量C .它是描述线速度方向变化快慢的物理量D .它是描述角速度方向变化快慢的物理量变式 如图9-3所示,O 、O 1为两个皮带轮,O 轮的半径为r ,O 1轮的半径为R ,且R>r ,M 点为O 轮边缘上的一点,N 点为O 1轮上的任意一点,当皮带轮转动时(设转动过程中不打滑),则( )图9-3A .M 点的向心加速度一定大于N 点的向心加速度B .M 点的向心加速度一定等于N 点的向心加速度C .M 点的向心加速度可能小于N 点的向心加速度D .M 点的向心加速度可能等于N 点的向心加速度考点3向心力(d)·条目解析1.定义:做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫作向心力.2.方向:始终指向圆心.3.公式:F n =m =mω2r.v 2r 4.两个模型(1)“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因是“轻绳”只能对小球产生拉力,而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力.(2)临界问题出现在变速圆周运动中时,竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动,一般情况下,只讨论物体在最高点和最低点的情况.模型轻绳模型轻杆模型情景图示受力特征除重力外,物体可能受到向下或等于零的弹力除重力外,物体可能受到向下、等于零或向上的弹力受力示意力力学方程mg+F N =m v 2R mg±F N =m v 2R临界特征F N =0,即mg=m,v 2minRv min =gRv=0时,F 向=0,即F N =mg最高点v=gR的意义物体能否过最高点的临界情况F N 表现为拉力还是支持力的临界情况过最高点的条件最高点的速度v ≥gR最高点的速度v ≥0·典型例题图9-4例3 [2019·温州九校期末] 拱形桥的顶部可视为一段圆弧,这段圆弧对应的半径为10 m,当一辆小汽车(视作质点)以一定速度v 经过桥项时,以下说法正确的是(g 取10 m/s 2)( )A .当v=36 km/h 时,车对桥面的压力等于重力B .当v=54 km/h 时,车能贴着桥面安全通过拱形桥C .无论速度有多大,车对桥面的压力都不可能大于重力D .当v=18 km/h 时,车对桥面的压力是重力的14图9-5变式1 [2019·金华十校期末] 如图9-5所示,质量为m 的小球在竖直放置的半径为R 的光滑圆形管道内做圆周运动,重力加速度为g ,下列说法中正确的是( )A .小球通过最高点的最小速度为RgB .小球运动到a 点时一定挤压外侧管壁C .小球在水平线ab 以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力D .小球在水平线ab 以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力图9-6变式2 一种转速监测器的主要构造如图9-6所示,在内壁光滑的圆筒内有一根原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧,弹簧的一端系于圆筒底部,另一端系一质量为m 的小球.当圆筒绕过底部的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动时,若弹簧的长度稳定为2L ,则圆筒的角速度为( )A .B .C .D .2k 2mk m2k mk m[要点总结] (1)向心力的来源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.(2)向心力的确定:①先确定圆周运动的轨迹所在的平面,确定圆心的位置.②再分析物体的受力情况,所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.考点4生活中的圆周运动(c)·条目解析1.运动实例运动模型汽车在水平路面转弯水平转台圆锥摆向心力的来源图示运动模型飞车走壁火车转弯飞机水平转弯向心力的来源图示2.确定向心力的来源(1)确定研究对象做圆周运动的轨道平面,确定圆心的位置;(2)受力分析,求出沿半径方向的合力,这就是向心力;(3)受力分析时应避免另外添加一个向心力.·典型例题例4 世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067 km,共有23个弯道.如图9-7所示,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,则以下说法正确的是( )图9-7A.赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C.赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道变式 [2017·浙江11月学考]如图9-8所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15 m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车( )图9-8A.所受的合力可能为零B.只受重力和地面支持力作用C.最大速度不能超过25 m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供[要点总结] 需要从生活中的圆周运动提炼出运动模型,分析圆周运动的轨道以及圆心,找出向心力来源进而分析.第9讲 圆周运动【考点探究】考点1 线速度、角速度、周期和转速之间的关系(d)典型例题例1 D [解析] P 、Q 两点同轴转动,故两点有相同的角速度,即ωP =ωQ ,根据ω=2πn ,则有n P =n Q ,故选项A 、B 错误;因P 点的运动半径大于Q 点运动的半径,根据v=ωr ,则v P >v Q ,故选项C 错误;根据a=ω2r ,则有a P >a Q ,故选项D 正确.变式 B [解析] 共轴转动,角速度相等,根据v=ωr 可知,半径不同,则线速度大小不同,故A 错误;共轴转动,周期相同,故B 正确;根据a=ω2r 可知,半径不同,则向心加速度大小不同,故C 错误;半径不同,则轨迹不同,故D 错误.考点2 向心加速度(d)典型例题例2 C变式 A [解析] 因为两轮的转动是通过皮带传动的,而且皮带在传动过程中不打滑,所以两轮边缘各点的线速度大小一定相等.在大轮边缘上任取一点Q ,因为R>r ,所以由a n =可v 2r 知,a Q <a M ;再比较Q 、N 两点的向心加速度的大小,因为Q 、N 是在同一轮上的两点,所以角速度ω相等,又因为R Q >R N ,则由a n =ω2r 可知,a Q >a N ,故a M >a N ,选项A 正确.考点3 向心力(d)典型例题例3 C [解析] 汽车过拱桥最高点时,根据牛顿第二定律得G-F N =m ,解得支持力F N =G-m ≤G ,v 2R v 2R 故C 正确;当F N =G 时,v=0,故A 错误;当F N =0时,车能贴着桥面安全通过拱形桥,设车能安全通过的最大速度为v m ,则有G=mg=m ,解得v m ==10 m/s =36 km/h,而54 km/h >36 km/h,所以汽车v 2mR gR 不能贴着桥面安全通过拱形桥,故B 错误;当v=18 km/h =5 m/s 时,根据G-F N =m ,得F N =G ,故Dv 2R 34错误.变式1 B [解析] 在最高点时,外侧管壁和内侧管壁都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内侧管壁对小球产生弹力,大小为mg ,所以最小速度为0,故A 错误;小球做圆周运动需要向心力,运动到a 点时,需要外侧管壁提供向心力,所以小球一定挤压外侧管壁,故B 正确;小球在水平线ab 以下管道中运动时,由于沿半径方向的合力提供其做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,内侧管壁对小球没有作用力,故C 错误;小球在水平线ab 以上管道中运动时,当速度非常大时,内侧管壁对小球没有作用力,外侧管壁对小球有作用力,当速度比较小时,内侧管壁对小球有作用力,故D 错误.变式2 A [解析] 对做匀速圆周运动的小球受力分析,可知k (2L-L )=mω2r ,r=2L ,解得ω=,选项A 正确.k2m考点4 生活中的圆周运动(c)典型例题例4 C [解析] 赛车在水平路面上转弯时,它需要的向心力是由赛车与路面间的摩擦力提供的.由F=m 知,当v 较大而r 较小时,赛车需要的向心力也较大,当摩擦力不足以提供其所需的v 2r 向心力时,赛车将冲出跑道.变式 C [解析] 汽车在水平面上做匀速圆周运动,合外力时刻指向圆心,拐弯时靠静摩擦力提供向心力,因此排除A 、B 、D,所以选择C .。
《竖直平面内的圆周运动》教学设计一、教材分析本节教学内容——《竖直平面内的圆周运动》,是高中物理2019版新教材必修2第六章第4节《生活中的圆周运动》之后应该专题复习的内容,这部分是历年高考的热点和难点,作为高三的复习课更需要结合动能定理,能量守恒等关系来进行复习。
二、学情分析在进行教学之前学生已掌握:物体做圆周运动的条件n F F =合,向心力表达式r T m r m r v F 2222n 4m πω===,对物体的受力分析等基本知识。
基础较好的学生也能知道物体在竖直面内要做圆周运动的条件,但是绝大多数学生还是停留在“印象”当中,要不就是“记得”要满足gR v ≥这个条件,对于哪种模型,在哪个位置满足这个条件就说不清。
另外,功能关系的考察是历年来高考的热点、难点内容,在“考纲”当中属于Ⅱ级要求,要求学生能够理解并运用,因此本节复习课会把“绳”模型中小球过最高点的临界条件与功能关系结合进行复习。
三、核心素养(一)物理观念1. 理解“绳”模型中物体做完整圆周运动的条件:物体要过最高点,且最高点速度满足gR v ≥。
2.功能关系的运用(二)科学思维通过实验现象的观察和理论的推导,得出小球要做圆周运动的条件,并结合功能关系进行运用。
(三)科学态度与责任实行新课标之后,高考更加注重对“理解能力”、“分析综合能力”、“实验能力”的考察,我们的备考更多的是做题,甚至是背题、背结论,致使学生无法触类旁通。
根本在于对物理过程分析的缺失,所以高三复习也有必要带着学生从具体的物理现象入手,理解得出的结论,引导学生形成科学探究意识和探究方法,并能够运用从而形成良好的思维习惯。
四、教学重难点重点:“绳”模型中物体完成完整圆周运动的临界条件难点:功能关系的运用五、教学设计(一)轻松一刻1.视频播放汽车过山车2.水流星3.自制大圆环演示4.现象归纳教师说明:刚才的3个情况都属于物体运动到高处时下方没有支撑的情况,我们统称为“绳”模型。
圆周运动-人教版高中物理必修第二册(2019版)教案一、教材解析圆周运动是高中物理必修内容之一,人教版高中物理必修第二册(2019版)中,第五章是关于圆周运动的阐述。
在这一章中,主要涉及到下列几个方面:1.圆周运动的定义和基本概念2.圆周运动的描述3.圆周运动的动力学分析4.圆周运动的应用在掌握这些概念和知识的基础上,可以更好地理解物理世界中的许多现象,如车轮滑行、卫星运动等。
二、教学目标1.知识目标:1.理解圆周运动的定义及其基本概念;2.熟悉描述圆周运动的方法;3.掌握圆周运动的动力学分析方法;4.了解圆周运动的应用。
2.能力目标:1.能够熟练绘制圆周运动的坐标系图和动力学分析图;2.能够运用所学知识分析解决物理问题。
3.情感目标:1.培养学生的观察能力和思维能力;2.促进学生团结协作,互相帮助。
三、教学设计1. 教学环节1.课前预习2.导入新知3.理论讲解4.实验演示5.拓展应用6.课后作业2.教学过程(1)课前预习学生预习本章内容,并做好笔记,便于课堂上反复查阅。
(2)导入新知引入课题,让学生先看一组图片,让学生感受圆周运动的特点和规律。
然后,通过点播视频、口头讲解等方式,教师对圆周运动的定义和基本概念进行讲解,并举例说明。
(3)理论讲解1.描述圆周运动的方法:让学生学习如何画出圆周运动的坐标系图和动力学分析图,从而了解圆周运动的轨迹、方向、速度、加速度等基本概念。
2.圆周运动的动力学分析:让学生看视频或听讲解,了解圆周运动可看做是质点的平面运动,用速度矢量和加速度矢量表示可解决的问题,再结合牛顿第二定律,得出像心力与质量、线速度、曲率半径之间的定量关系。
3.圆周运动的应用:学生通过讲解和案例分析的方式,了解圆周运动在真实的物理环境中的应用,如卫星运动、飞行员体验的重力和离心力等。
(4)实验演示教师借助实验设备进行实验演示,让学生更直观地感受圆周运动的特点。
例如:运用绑线法演示圆周运动。
第十五章 动 量知识网络:第1单元 动量 冲量 动量定理一、动量和冲量1.动量——物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。
⑵动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
⑶动量的相对性:由于物体的速度与参考系的选取有关,所以物体的动量也与参考系选取有关,因而动量具有相对性。
题中没有特别说明的,一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。
〔4〕研究一条直线上的动量要选择正方向2.动量的变化:p p p -'=∆由于动量为矢量,那么求解动量的变化时,其运算遵循平行四边形定那么。
A 、假设初末动量在同一直线上,那么在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。
B 、假设初末动量不在同一直线上,那么运算遵循平行四边形定那么。
[例1]一个质量为m =40g 的乒乓球自高处落下,以速度v =1m/s 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v '=/s 。
求在碰撞过程中,乒乓球动量变化为多少?取竖直向下为正方向,乒乓球的初动量为:s m kg s m kg mv p /04.0/104.0•=•⨯==乒乓球的末动量为: s m kg s m kg v m p /02.0/)5.0(04.0•-=•-⨯='='乒乓球动量的变化为: p p p -'=∆=s m kg s m kg /06.0/04.002.0•-=•-- p ∆p ' p正方向负号表示p ∆的方向与所取的正方向相反,即竖直向上。
2.冲量——力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
如果力的方向在不断变化,如绳子拉物体做圆周运动,那么绳的拉力在时间t 内的冲量,就不能说是力的方向就是冲量的方向。
[高考导航]知识内容考试要求真题统计2017.4 2017.11 2018.4 2018.11 2019.42020.12020.71.质点、参考系和坐标系b32.时间和位移b22、19 43.速度c2、194、112、10、191、194.加速度c2、6、1917191、195.匀变速直线运动的速度与时间的关系d 46.匀变速直线运动的位移与时间的d1991919关系7.自由落体运c 4动8.伽利略对自由落体a运动的研究实验:探究小车速度随时间变化的规律匀变速直线运动规律是高中物理的基础。
近几年来,单独考查本部分内容的题目较少,结合牛顿运动定律考查匀变速直线运动的题目几乎必考。
备考知识有:(1)匀变速直线运动公式的灵活应用;(2)运动图象如x-t图象、v-t图象等的应用;(3)结合图象考查追及相遇问题;(4)自由落体和竖直上抛运动的规律;(5)实验:探究小车速度随时间变化的规律。
注:a—识记;b—理解;c—简单应用;d—综合应用。
第一节描述运动的基本概念一、质点、参考系和位移答案:□1质量□2形状□3大小□4同一□5不同□6有向线段□7直线距离□8初位置□9末位置【基础练1】在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是()解析:选A。
马拉松比赛时,由于路程长,运动员的体积可以忽略,可以将其视为质点,故A符合题意;击剑时,评委需要观察运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故B不符合题意;跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员视为质点,故C不符合题意;体操比赛时,评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分,所以不能将其视为质点,故D不符合题意。
【基础练2】下列说法中符合实际的是()A.出租汽车按位移的大小收费B.相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动其结果一定不同C.路程、位移、速度都是矢量D.当物体沿直线朝一个方向运动时,位移的大小等于路程解析:选D。
出租汽车按路程收费,A错误;将两个相对静止的物体分别作参考系观察另一个物体的运动,观察结果是相同的,B错误;路程是标量,C错误;物体沿直线朝一个方向运动时,位移的大小等于路程,D正确。
一、圆周运动1.定义:运动质点的轨迹在圆周上的运动2.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圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
表示匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期和频率,分别用符v,ω,T,f表示。
3.描述匀速圆周运动快慢的物理量(1)线速度v定义:描述质点沿圆弧运动的快慢的物理量,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。
大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
单位是m/s。
方向在圆周各点的切线方向上。
特点:质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,方向时刻在改变。
(2)角速度ω定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值。
单位是rad/s。
特点:质点做匀速圆周运动时,角速度ω恒定不变。
(3)周期T定义:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
单位是s。
特点:质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变。
(4)频率f定义:每秒内完成周期性运动的次数叫频率。
单位是Hz(赫)。
特点:质点做匀速圆周运动时,频率恒定不变。
(5)转速n定义:做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。
单位:在国际单位制中为r/s(转每秒);常用单位为r/min(转每分)。
1 r/s=60 r/min特点:质点作匀速圆周运动时,转速恒定不变。
(6)物理量间的相互关系:V=2πr/T;ω=2π/T;V=rω;T=1/f;T=1/n例题精选:【例1】下列说法中正确的是( )A.曲线运动一定是变速运动。
B.变速运动一定是曲线运动。
C .匀速圆周运动就是速度不变的运动。
D .匀速圆周运动就是角速度不变的运动。
【例2】一个电钟的秒针长20cm ,它的针尖的线速度等于_______,角速度等于______。
【例3】在速率、速度、角速度、周期、频率等物理量中,在匀速圆周运动中保持不变的是__________________________。
【例4】一个飞轮的半径是2m ,转速是120r/min ,则它频率是_______周期是______角速度是_________轮边缘各点的线速度大小是____________。
风陵渡中学高一物理必修二总复习学案2——圆周运动 姓名1.做匀速圆周运动的质点( )A .线速度大的角速度一定大B .角速度大的转速一定大C .转速大的周期一定大D .周期长的线速度一定小2.关于向心力的下列说法中正确的是( )A .向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B .做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的C .做圆周运动的物体,所受合力一定等于向心力D .做匀速圆周运动的物体,因为向心力不做功,所以动能不发生变化3.如图所示的皮带传动装置中,皮带与轮之间不打滑,两轮半径分别为R 和r ,且R =3r ,A 、B 分别为两轮边缘上的点,则皮带轮运动过程中,关于A 、B 两点说法正确的是( )A .角速度之比ωA ︰ωB =3︰1:B .向心加速度之比a A ︰a B =1︰3C .线速度大小之比υA ︰υ B =1︰3D .在相同的时间内通过的路程之比s A ︰s B =3︰14.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是 ( )A .向心力是根据力的作用效果命名的B .向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力C .对匀速圆周运动,向心力是一个恒力D .向心力的效果是改变质点的线速度大小5.如图所示是一个玩具陀螺。
a 、b 和c 是陀螺表面上的三个点。
当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时 ( )A .a 、b 的角速度比c 的大B .a 、b 、c 三点角速度相等C .a 、b 、c 三点线速度大小相等D .a 、b 的线速度比c 的小 6.关于圆周运动,以下说法正确的是( )A .做匀速圆周运动的物体,所受各力的合力一定是向心力B .做匀速圆周运动的物体除了受到其它物体的作用,还受到一个向心力C .物体做离心运动时,是因为它受到了离心力的作用D .汽车转弯时速度过大,会因离心运动造成交通事故7.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,汽车的运动可看成是做半径为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( )A. gRh LB. gRh dC. gRL hD. gRd h8.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧管壁半径为R ,小球半径为r ,则下列说法正确的是( )A .小球通过最高点时的最小速度v min =g (R +r )B .小球通过最高点时的最小速度v min =0C .小球在水平线ab 以下的管道中运动时,内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,外侧管壁对小球一定有作用力9.用长短不同、材料相同的同样粗细的绳子,各栓着一个质量相同的小球在光滑水平面上 作匀速圆周运动,那么 ( )A .两小球以相同的线速度运动时,长绳易断B .两小球以相同的角速度运动时,长绳易断C .两小球以相同的角速度运动时,短绳易断D .不管怎样,都是短绳易断10.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体,物体随筒一起转动,物体所需的向心力是由下面哪个力来提供( )A .重力B .弹力C .静摩擦力D .滑动摩擦力11.汽车驶过一凸形桥,为使在通过桥顶时,减小车对桥的压力,汽车应( )A .以较慢的速度通过桥顶B .以较快的速度通过桥顶C .以较大的加速度通过桥顶D .以较小的加速度通过桥顶12. 汽车在半径为r 的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的动摩擦因数为μ,那么不使汽车发生滑动的最大速率是( )A .rgB .rg μC .g μD .mg μ13.飞机驾驶员最多可承受9倍的重力加速度带来的影响,当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为v ,则圆弧的最小半径为( ) A .g v 92B .g v 82C .g v 72D .gv 2 14.质量为4 t 的汽车,以5 m/s 的速率匀速通过半径为50 m 的圆弧拱桥,桥面对汽车的动摩擦因数为μ=0.5,求汽车通过桥面最高点时汽车的牵引力.15.如图所示,轻杆OA 长L=0.5 m ,在A 端固定一小球,小球质量m=0.1 kg ,轻杆一端过O 轴在竖直平面内做圆周运动,g 取2/10s m 。
2019-2020年高三物理第二轮专题复习专题一力和运动教案人教版一、考点回顾1.物体怎么运动,取决于它的初始状态和受力情况。
牛顿运动定律揭示了力和运动的关系,关系如下表所示:2.力是物体运动状态变化的原因,反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。
从物体的受力情况去推断物体运动情况,或从物体运动情况去推断物体的受力情况,是动力学的两大基本问题。
3.处理动力学问题的一般思路和步骤是:①领会问题的情景,在问题给出的信息中,提取有用信息,构建出正确的物理模型;②合理选择研究对象;③分析研究对象的受力情况和运动情况;④正确建立坐标系;⑤运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。
4.在分析具体问题时,要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法,要善于捕捉隐含条件,要重视临界状态分析。
二、经典例题剖析1.长L的轻绳一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球在竖直平面内作圆周运动,小球通过最低点和最高点时所受的绳拉力分别为T1和T2(速度分别为v0和v)。
5求证:(1)T1-T2=6mg(2)v0≥gL证明:(1)由牛顿第二定律,在最低点和最高点分别有:T1-mg=mv02/L T2+mg=mv2/L由机械能守恒得:mv02/2=mv2/2+mg2L以上方程联立解得:T1-T2=6mg(2)由于绳拉力T2≥0,由T2+mg=mv2/L可得v≥gL5代入mv02/2=mv2/2+mg2L得:v0≥gL点评:质点在竖直面内的圆周运动的问题是牛顿定律与机械能守恒应用的综合题。
加之小球通过最高点有极值限制。
这就构成了主要考查点。
2.质量为M 的楔形木块静置在水平面上,其倾角为α的斜面上,一质量为m 的物体正以加速度a 下滑。
求水平面对楔形木块的弹力N 和摩擦力f 。
解析:首先以物体为研究对象,建立牛顿定律方程: N 1‘=mgcosα mgsinα-f 1’=ma ,得:f 1‘=m(gsinα-a) 由牛顿第三定律,物体楔形木块有N 1=N 1’,f 1=f 1‘然后以楔形木块为研究对象,建立平衡方程:N =mg +N 1cosα+f 1sinα=Mg +mgcos 2α+mgsin 2α-masinα =(M +m)g -masinαf =N 1sinα-f 1cosα=mgcosαsinα-m(gsinα-a)cosα=macosα 点评:质点在直线运动问题中应用牛顿定律,高考热点是物体沿斜面的运动和运动形式发生变化两类问题。
高考物理总复习冲A方案第9讲圆周运动教案新人教版【知识总览】【考点探究】考点1线速度、角速度、周期和转速之间的关系(d)·条目解析物理量线速度角速度转速周期频率定义做圆周运动的物体单位时间内通过的弧长做圆周运动的物体单位时间内转过的弧度物体单位时间内所转过的圈数物体完成一次完整圆周运动所用的时间物体在1 s内所完成的圆周运动的次数性质矢量矢量标量标量标量符号vωn T f单位m/s rad/s r/s s Hz关系v、ω、r、T间是瞬时对应的关系:v=rω=2πTr·典型例题例1硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成,碟片外覆盖有铁磁性材料.如图9-1所示,电动机使磁盘以5400 r/min的转速匀速转动,磁头在读、写数据时是不动的,磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道.外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比,有()图9-1A.转速n P>n QB.角速度ωP>ωQC.线速度v P<v QD.向心加速度a P>a Q图9-2变式如图9-2所示,A、B为电风扇叶片上的两个质点,当电风扇匀速转动时,A、B两质点具有相同的()A.线速度大小B.周期C.向心加速度大小D.运动轨迹[要点总结] 链条或皮带传动是圆周运动知识在实际生活和生产中的典型应用.在分析传动装置的各物理量时,抓住相等量的关系,即应抓住:①同轴转动的轮子上各点角速度相等;②同一链条或皮带传动的两个轮子边缘各点线速度大小相等.考点2向心加速度(d)·条目解析1.匀速圆周运动中加速度的方向(1)做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向总指向圆心,这个加速度称为向心加速度.(2)由于匀速圆周运动中向心加速度的方向时刻在发生变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀加速运动,而是变加速运动.2.向心加速度的大小来计算,计算向心加速度的公式还有a n=rω2=vω,应根向心加速度的大小可以通过公式a n=π2π据问题情景选择合适的向心加速度的表达式.·典型例题例2关于向心加速度,下列说法正确的是()A.它是描述角速度变化快慢的物理量B.它是描述线速度大小变化快慢的物理量C.它是描述线速度方向变化快慢的物理量D.它是描述角速度方向变化快慢的物理量变式如图9-3所示,O、O1为两个皮带轮,O轮的半径为r,O1轮的半径为R,且R>r,M点为O轮边缘上的一点,N点为O1轮上的任意一点,当皮带轮转动时(设转动过程中不打滑),则()图9-3A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度C.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度考点3向心力(d)·条目解析1.定义:做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫作向心力.2.方向:始终指向圆心.3.公式:F n =m π2π=mω2r.4.两个模型(1)“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因是“轻绳”只能对小球产生拉力,而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力.(2)临界问题出现在变速圆周运动中时,竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动,一般情况下,只讨论物体在最高点和最低点的情况.模型 轻绳模型 轻杆模型情景图示最 高 点受力特征 除重力外,物体可能受到向下或等于零的弹力 除重力外,物体可能受到向下、等于零或向上的弹力受力 示意力力学方程 mg+F N =m v 2R mg±F N =m v 2R 临界特征F N =0,即mg=mv πππ2R,v min =√gRv=0时,F 向=0,即F N =mgv=√gR的意义物体能否过最高点的临界情况 F N 表现为拉力还是支持力的临界情况过最高点的条件 最高点的速度v ≥√gR 最高点的速度v ≥0·典型例题图9-4例3 [2019·温州九校期末] 拱形桥的顶部可视为一段圆弧,这段圆弧对应的半径为10 m,当一辆小汽车(视作质点)以一定速度v 经过桥项时,以下说法正确的是(g 取10 m/s 2) ( ) A .当v=36 km/h 时,车对桥面的压力等于重力 B .当v=54 km/h 时,车能贴着桥面安全通过拱形桥C .无论速度有多大,车对桥面的压力都不可能大于重力D .当v=18 km/h 时,车对桥面的压力是重力的14图9-5变式1[2019·金华十校期末]如图9-5所示,质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动,重力加速度为g,下列说法中正确的是()A.小球通过最高点的最小速度为√ππB.小球运动到a点时一定挤压外侧管壁C.小球在水平线ab以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力图9-6变式2一种转速监测器的主要构造如图9-6所示,在内壁光滑的圆筒内有一根原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧的一端系于圆筒底部,另一端系一质量为m的小球.当圆筒绕过底部的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动时,若弹簧的长度稳定为2L,则圆筒的角速度为()A.√π2πB.√ππC.√2ππD.2√ππ[要点总结] (1)向心力的来源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.(2)向心力的确定:①先确定圆周运动的轨迹所在的平面,确定圆心的位置.②再分析物体的受力情况,所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力.考点4生活中的圆周运动(c)·条目解析1.运动实例运动模型汽车在水平路面转弯水平转台圆锥摆向心力的来源图示运动模型飞车走壁火车转弯飞机水平转弯向心力的来源图示2.确定向心力的来源(1)确定研究对象做圆周运动的轨道平面,确定圆心的位置;(2)受力分析,求出沿半径方向的合力,这就是向心力;(3)受力分析时应避免另外添加一个向心力.·典型例题例4世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067 km,共有23个弯道.如图9-7所示,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,则以下说法正确的是()图9-7A.赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C.赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道变式[2017·浙江11月学考]如图9-8所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15 m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车()图9-8A.所受的合力可能为零B.只受重力和地面支持力作用C.最大速度不能超过25 m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供[要点总结] 需要从生活中的圆周运动提炼出运动模型,分析圆周运动的轨道以及圆心,找出向心力来源进而分析.第9讲圆周运动【考点探究】考点1 线速度、角速度、周期和转速之间的关系(d)典型例题例1D[解析] P、Q两点同轴转动,故两点有相同的角速度,即ωP=ωQ,根据ω=2πn,则有n P=n Q,故选项A、B错误;因P点的运动半径大于Q点运动的半径,根据v=ωr,则v P>v Q,故选项C 错误;根据a=ω2r,则有a P>a Q,故选项D正确.变式B[解析] 共轴转动,角速度相等,根据v=ωr可知,半径不同,则线速度大小不同,故A 错误;共轴转动,周期相同,故B正确;根据a=ω2r可知,半径不同,则向心加速度大小不同,故C 错误;半径不同,则轨迹不同,故D错误.考点2 向心加速度(d)典型例题例2 C变式A[解析] 因为两轮的转动是通过皮带传动的,而且皮带在传动过程中不打滑,所以两轮边缘各点的线速度大小一定相等.在大轮边缘上任取一点Q,因为R>r,所以由a n=π2π可知,a Q<a M ;再比较Q、N两点的向心加速度的大小,因为Q、N是在同一轮上的两点,所以角速度ω相等,又因为R Q>R N,则由a n=ω2r可知,a Q>a N ,故a M>a N,选项A正确.考点3 向心力(d)典型例题例3C[解析] 汽车过拱桥最高点时,根据牛顿第二定律得G-F N=mπ2π,解得支持力F N=G-mπ2π≤G,故C正确;当F N=G时,v=0,故A错误;当F N=0时,车能贴着桥面安全通过拱形桥,设车能安全通过的最大速度为v m,则有G=mg=mπm2π,解得v m=√ππ=10 m/s=36 km/h,而54 km/h>36 km/h,所以汽车不能贴着桥面安全通过拱形桥,故B错误;当v=18 km/h=5 m/s时,根据G-F N=mπ2π,得F N=34G,故D错误.变式1B[解析] 在最高点时,外侧管壁和内侧管壁都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内侧管壁对小球产生弹力,大小为mg,所以最小速度为0,故A错误;小球做圆周运动需要向心力,运动到a点时,需要外侧管壁提供向心力,所以小球一定挤压外侧管壁,故B正确;小球在水平线ab以下管道中运动时,由于沿半径方向的合力提供其做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,内侧管壁对小球没有作用力,故C错误;小球在水平线ab以上管道中运动时,当速度非常大时,内侧管壁对小球没有作用力,外侧管壁对小球有作用力,当速度比较小时,内侧管壁对小球有作用力,故D错误.变式2A [解析] 对做匀速圆周运动的小球受力分析,可知k(2L-L)=mω2r,r=2L,解得ω=√π2π,选项A正确.考点4 生活中的圆周运动(c)典型例题例4C[解析] 赛车在水平路面上转弯时,它需要的向心力是由赛车与路面间的摩擦力提供的.由F=mπ2π知,当v较大而r较小时,赛车需要的向心力也较大,当摩擦力不足以提供其所需的向心力时,赛车将冲出跑道.变式C[解析] 汽车在水平面上做匀速圆周运动,合外力时刻指向圆心,拐弯时靠静摩擦力提供向心力,因此排除A、B、D,所以选择C.。