第四章 第3讲 圆周运动-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

金版教程 高考科学复习解决方案 物理 第讲　圆周运动 [教材阅读指导] (对应人教版必修第二册相关内容及问题) 　第六章第1节[问题]，大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？ 提示：大、小齿轮边缘上的点线速度大小相同。 同一齿轮上到转轴的距离不同的点，角速度相同。 　第六章第2节阅读“向心力”这一部分内容，向心力是按性质命名的力吗？对物体进行受力分析时分析向心力吗？ 提示：向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。 对物体进行受力分析时不分析向心力。 　第六章第2节[实验]，写出向心力大小的表达式。 提示：Fn＝mω2r＝m＝mr＝man。 　第六章第2节阅读“变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点”这一部分内容，说一说变速圆周运动的受力特点，怎样处理一般的曲线运动？ 提示：对变速圆周运动，将其所受合力F沿切线和半径方向分解，切向力Ft改变速度大小，指向圆心的合力Fn改变速度的方向。 研究一般的曲线运动时，将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，这样就可以采用分析圆周运动的方法来进行处理。 　第六章第3节[思考与讨论]，A、B、C三点中，哪两个点适用于“向心加速度与半径成正比”？哪两个点适用于“向心加速度与半径成反比”？ 提示：vA＝vB，由an＝知，A、B两点适用于“向心加速度与半径成反比”。 ωB＝ωC，由an＝ω2r知，B、C两点适用于“向心加速度与半径成正比”。 　第六章第4节图6.4－1，观察火车轮缘，火车转弯满足什么条件时车轮不受侧压力？速度过大哪边受侧压力？速度过小呢？ 提示：当重力和支持力的合力刚好提供向心力时，车轮不受侧压力；速度过大时外侧受压力，速度过小时内侧受压力。 　第六章[复习与提高]B组T3；T5；T6。 提示：T3：圆盘转动一周所需要的时间为T1＝ s，频闪光源每隔T2＝ s闪一次，所以频闪光源每闪一次，白点尚未运动一周，故观察到白点逆时针转动。每次闪光，白点与原位置相差的角度Δθ＝2π－ω1T2＝2π－×T2＝，所以观察到白点转动的周期T＝＝＝1 s。 T5：(1)mω2l；(2)ω＝与l无关；(3)F＝mg，即F与l成正比。 T6：(1)mg；(2)绳长为，最大水平距离为。 物理观念　匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度　匀速圆周运动的向心力 1.匀速圆周运动 (1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。 (2)性质：加速度大小不变、方向总是指向圆心的变加速曲线运动。 (3)条件：有初速度，受到一个大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心的合力。 2．描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，具体如下： 定义、意义 公式、单位 线速度 ①描述做圆周运动的物体沿圆弧运动快慢的物理量(v) ②是矢量，方向和半径垂直，沿切线方向 ①v＝＝ωr ②单位：m/s 角速度 描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω) ①ω＝＝ ②单位：rad/s或s－1 周期和转速 ①周期是指做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间(T) ②转速是指物体转动的圈数与所用时间之比(n)，也叫频率(f) ①T＝＝，单位：s ②f＝，单位：Hz ③n的单位：r/s、r/min 续表 定义、意义 公式、单位 向心加速度 ①描述速度方向变化快慢的物理量(an) ②方向指向圆心，时刻在变 ①an＝＝ω2r ②单位：m/s2 向心力 ①作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小(Fn) ②方向指向圆心，时刻在变 ③来源：某个力，或某几个力的合力，或某个力的分力 ①Fn＝mω2r＝m ②单位：N 相互关系 ①v＝rω＝＝2πrf ②an＝＝rω2＝ωv＝＝4π2f2r ③Fn＝m＝mrω2＝mωv＝m＝4mπ2f2r 物理观念　匀速圆周运动与变速圆周运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 运动特点 线速度的大小不变，角速度、周期和频率都不变，向心加速度的大小不变 线速度的大小、方向都变，角速度变，向心加速度的大小、方向都变，周期可能变也可能不变 受力特点 所受到的合力为向心力，大小不变，方向变，其方向时刻指向圆心 所受到的合力不指向圆心，合力产生两个效果： ①沿半径方向的分力Fn，即向心力，它改变速度的方向； ②沿切线方向的分力Ft，它改变速度的大小 运动性质 变加速曲线运动(加速度大小不变，方向变化) 变加速曲线运动(加速度大小、方向都变化) 物理观念　离心现象 1．离心运动 (1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然消失或