2018届二轮复习 圆周运动课件(共18张)
第
4
讲
圆周运动
-
2
-
描述圆周运动的物理量及其关系
【典题
1
】
(2016
年
10
月浙江选考
,5)
在
G20
峰会
“
最忆是杭州
”
的文化文艺演出中
,
芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转
,
此时手臂上
A
、
B
两点角速度大小分别为
ω
1
、
ω
2
,
线速度大小分别为
v
A
、
v
B
,
则
(
)
A.
ω
1
<
ω
2
B.
ω
1
>
ω
2
C.
v
A
v
B
答案
:
D
解析
:
可以把
A
、
B
两点看成是同轴转动的两个质点
,
则
ω
1
=
ω
2
,
由
v=
ω
r
得
,
v
A
>v
B
,
故选项
D
正确。
-
3
-
知识
链接
-
4
-
当堂练
1
(2016—2017
学年浙江省名校协作体高三上联考
,7)“
玉兔号
”
月球车依靠太阳能电池板提供能量
,
如图
ABCD
是一块矩形电池板
,
能绕
CD
转动
,
E
为矩形的几何中心
(
未标出
),
则电池板旋转过程中
(
)
A.
B
、
E
两点的转速相同
B.
A
、
B
两点的角速度不同
C.
A
、
B
两点的线速度不同
D.
A
、
E
两点的向心加速度相同
答案
解析
解析
关闭
A
、
B
、
E
同轴转动
,
转速
n
相同
,
角速度相同
,A
正确
,B
错误。根据
v=ωr
可知
A
、
B
的线速度相同
,C
错误。根据
a=ω
2
r
可知
A
、
E
两点的向心加速度不相同
,D
错误。
答案
解析
关闭
A
-
5
-
对向心力的理解
【典题
2
】
(2016
年
4
月浙江选考
,5)
如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行
,
则他
(
)
A.
所受的合力为零
,
做匀速运动
B.
所受的合力恒定
,
做匀加速运动
C.
所受的合力恒定
,
做变加速运动
D.
所受的合力变化
,
做变加速运动
答案
:
D
解析
:
匀速圆周运动过程中
,
线速度大小不变
,
方向改变
,
向心加速度大小不变
,
方向始终指向圆心
(
方向在变
),
向心力大小不变
,
方向始终指向圆心
(
方向在变
)
。故
A
、
B
、
C
错误
,D
正确。
-
6
-
总结提升
对向心力的理解要注意以下两点
:
1
.
向心力的作用效果是只改变速度的方向
,
不改变速度的大小
;
向心力是按力的作用效果来命名的
,
不是具有特定性质的某种力
,
充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力
,
也可以是合力或分力
,
应明确各种情况下向心力的来源。在匀速圆周运动中
,
合外力一定是向心力
;
在非匀速圆周运动中
,
沿半径方向的合外力提供向心力。
2
.
向心力的方向指向圆心
,
与线速度方向相互垂直
,
方向时刻在发生变化
,
故向心力为变力。
-
7
-
当堂练
2
(2017
浙省名校协作模拟
,6)
在中国南昌有世界第五高摩天轮
——
南昌之星
,
总建设高度为
160
米
,
横跨直径为
153
米。它一共悬挂有
60
个太空舱
,
每个太空舱上都配备了先进的电子设备
,
旋转一周的时间是
30
分钟
,
可同时容纳
400
人左右进行游览。若该摩天轮做匀速圆周运动
,
则乘客
(
)
A
.
速度始终
恒定
B.
加速度始终恒定
C.
乘客对座椅的压力始终不变
D.
乘客受到的合力不断改变
答案
解析
解析
关闭
A.
匀速圆周运动的速度方向沿圆周的切线方向
,
方向时刻在改变
,
故其速度是变化的
,
故
A
错误。
B.
做匀速圆周运动的物体
,
其向心加速度方向始终指向圆心
,
方向时刻在变化
,
故向心加速度是变化的
,
故
B
错误。
C.
乘客对座椅的压力方向始终变化
,
所以压力变化
,
故
C
错误。
D.
做匀速圆周运动的物体
,
其所受的合力提供向心力
,
其方向始终指向圆心
,
始终变化
,
故
D
正确。
答案
解析
关闭
D
-
8
-
向心力的计算
【典题
3
】
[2016
第三次全国大联考
(
浙江卷
),3]
两根长度不同的细线下面分别悬挂一个小球
,
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
,
则两个小球在运动过程中
,
相对位置关系示意图正确的是
(
)
-
9
-
答案
:
B
解析
:
小球做匀速圆周运动
,
mg
tan
θ
=m
ω
2
L
sin
θ
,
整理得
L
cos
θ
=
,
是常量
,
即两球处于同一高度
,
故
B
正确。
-
10
-
解题技法
圆周运动的分析思路
1
.
分析运动情况
:
即做什么性质的圆周运动
(
匀速圆周运动
?
变速圆周运动
?);
确定轨道所在的平面和圆心位置
,
从而确定向心力
(
合力
)
的方向。
2
.
分析受力情况
(
注意不要把向心力作为某一性质的力进行分析
),
在向心方向求合外力
(
即选定向心方向为正方向
)
。
3
.
根据已知量和要求量选择合适的向心加速度公式
:
-
11
-
当堂练
3
[2016
浙江省
“7
+
2
+
3”
全真模拟
(
二
),10]“
太极球
”
是近年来在广大市民中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
,
球却不会掉落地上。现将太极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
为最低点
,
B
、
D
与圆心
O
等高。设球的重力为
1 N,
不计拍的重力。求
:
-
12
-
(1)
健身者在
C
处所需施加的力比在
A
处大多少
?
(2)
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
,
请作出
tan
θ
-
F
的关系图象。
答案
:
(1)2
N
-
13
-
解析
:
(1)
设球运动的线速度为
v
,
半径为
R
由
①②
式得
Δ
F=F'-F=
2
mg=
2
N
。
(2)
在
A
处时健身者需施加的力为
F
,
球在做匀速圆周运动过程中的向心力
F
向
=F+mg
,
在
B
处不受摩擦力作用
,
受力分析如图。
作出的
tan
θ
-
F
的关系图象如答案图
。
-
14
-
万有引力定律的应用
【典题
4
】
(2016
年
4
月浙江选考
,11)2015
年
12
月
,
我国暗物质粒子探测卫星
“
悟空
”
发射升空进入高为
5
.
0
×
10
2
km
的预定轨道。
“
悟空
”
卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径
R=
6
.
4
×
10
3
km
。下列说法正确的是
(
)
A.“
悟空
”
卫星的线速度比同步卫星的线速度小
B.“
悟空
”
卫星的角速度比同步卫星的角速度小
C.“
悟空
”
卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小
D.“
悟空
”
卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小
-
15
-
答案
:
C
-
16
-
知识链接
计算绕某天体运行的行星
(
或卫星
)
的运动状态
1
.
原理
:
将行星
(
或卫星
)
绕太阳
(
或行星
)
的运动近
似看作匀速圆周运动
,
行星
(
或卫星
)
的向心力由万有引力提供。
-
17
-
结论
:
行星的
v
、
ω
、
T
、
a
n
由轨道半径
r
唯一决定
,
r
越大
v
、
ω
、
a
n
越小
,
只有
T
越大。
-
18
-
当堂练
4
(2017
年
4
月浙江省普通高校招生选考
,11)
如图所示
,
设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动
,
金星自身的半径是火星的
n
倍
,
质量为火星的
k
倍
,
不考虑行星自转的影响
,
则
(
)
C.
金星绕太阳运动的加速度比火星小
D.
金星绕太阳运动的周期比火星大
答案
解析
解析
关闭
答案
解析
关闭