第4章 第3讲 圆周运动（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第3讲　圆周运动   一、匀速圆周运动及其描述 1．匀速圆周运动 (1)速度特点：速度的大小不变，方向始终与半径______。 (2)性质：加速度大小不变，方向总是指向______的变加速曲线运动。 垂直 圆心 2．描述匀速圆周运动的物理量 快慢 转动快慢 m/s rad/s 一周 s 方向 圆心 ω2r m/s2 mω2r 变力 合力 切线 远离 近心 情境创设　 现在有一种叫作“魔盘”的娱乐设施，如图所示。当“魔盘”转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当盘的速度逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越明显，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下。 微点判断　 (1)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。 ( ) (2)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。 ( ) (3)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。 ( ) (4)随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，人离“魔盘”中心越远，人运动得越快。( ) (5)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动，是因为人受到了“魔盘”给人的向心力。( ) (6)“魔盘”的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，这是人受沿半径向外的离心力作用的缘故。 ( ) (7)当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下，此时的向心力是由静摩擦力提供。 ( ) √ × × √ × × × (一) 描述圆周运动的物理量(固基点) [题点全练通] 1．[皮带传动](多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起 电机，它是由两个大小相等直径约为30 cm的感应玻璃盘起电 的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所 示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半径约为2 cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是 (　 ) 答案：BC 答案：A 3．[同轴转动] (2021·广东高考)由于高度限制，车库出入口采用如 图所示的曲杆道闸。道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、 Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。 杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是 (　 ) A．P点的线速度大小不变 B．P点的加速度方向不变 C．Q点在竖直方向做匀速运动 D．Q点在水平方向做匀速运动 解析：由于杆OP匀速转动，P点到圆心的距离不变，故P点的线速度大小不变，A正确；P点的加速度为向心加速度，始终指向圆心，方向时刻变化，B错误；设OP＝l1，PQ＝l2，可知Q点到O点所在水平线的距离y＝l1sin(30°＋ωt)，故Q点在竖直方向的运动不是匀速运动，C错误；Q点到O点的水平距离x＝l2＋l1cos(30°＋ωt)，故Q点在水平方向的运动也不是匀速运动，D错误。 答案：A　 [要点自悟明] 1．匀速圆周运动各物理量间的关系 2．三种传动方式及各自的特点 皮带传动 皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等 齿轮传动 两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等 同轴转动 两轮固定在同一转轴上转动时，两轮转动的角速度大小相等 (二) 向心力来源分析及离心现象(释疑点) 研清微点1　圆周运动的向心力来源分析　 1． (多选)如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀 速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的 夹角为θ。下列说法中正确的是 (　 ) A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B．小球只受重力和绳的拉力作用 C．θ越大，小球运动的速率越大 D．θ越大，小球运动的周期越大 答案：BC　 一点一过 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，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)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力。 答案：C 研清微点3　离心现象分析　 3． (多选)摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水 平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心， 已知两个轮盘的半径之比r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不 打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的完全相同的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块与轴心O、O′的间