2024届高考物理一轮复习课件：圆周运动-生活中圆周运动

高中物理解题模型 高中物理 一轮复习 圆周运动（4/4） 高中物理 一轮复习 1 基础知识 2 匀速圆周运动 3 变速圆周运动 4 生活中圆周运动 圆周运动（4/4） 相关知识： 1.火车（飞机）转弯； 圆周运动 — 生活中圆周运动 2.汽车过桥； 4.离心运动； 3.汽车（摩托车）平直公路转弯； mg N mg N θ θ mg N θ mg N θ v= gRtanθ N-mg=m v2 R mgtanθ=m v2 R v< gRtanθ：挤压内轨； v> gRtanθ：挤压外轨； R= gtanθ v2 mgtanθ=m v2 R N=mg+m >mg v2 R 说明：超重状态； mg-N=m v2 R N=mg-m <mg v2 R 说明：失重状态； ω F>mrω2 F<mrω2 F=0 mg N f 【 例题1 】（1）飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的 空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响。当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度 为100m/s时；求：圆弧轨道的最小半径。 总结： 1. 物体在竖直平面内做完整圆周运动时，法线方向的作用力提供物体所需的向心力； 2. 注意分析物体的超失重状态，理解人造地球卫星的模型。 圆周运动 — 生活中圆周运动 （2）有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。（g取10m/s2） ①汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？ ②汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？ ③如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样，汽车要在地面上腾空，速度要多大？（已知地球半径为6400km） v N-mg=m Rm v2 Rm=125m N=9mg mg-N=m v2 R N=7600N mg=m v2 v= gR =10 5 m/s R ① ② v= gR =8km/s ③ 【 例题2 】（1）图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施。简化为图乙所示的物理模型， 设绳长L＝10m，人和座椅看成质点且质量为m=60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离 d=4m，一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向夹角θ=37º； 求：质点与转盘一起做匀速圆周运动时，①绳子拉力的大小； ②转盘角速度的大小。 总结： 匀速圆周运动合力提供向心力，题1注意旋转半径的计算； 题2注意理解图像中的F是指最高点的弹力。 （2） 现将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。设球的重力为1N，不计平板的重力，忽略平板与球间的摩擦力。求：①小球在C处 平板对小球的弹力比在A处的弹力大多少？②设在A处时平板对小球的弹力大小为F，当小球运动到 B、D位置时，板与水平方向需有一定夹角θ，试求出tanθ与F的关系，并作出tanθ与F的关系图象。 圆周运动 — 生活中圆周运动 ① mg T mgtanθ=m(Lsinθ+d)ω2 θ d Tcosθ=mg T=750N ② ω= rad/s 3 2 B D A C mg F θ FC-mg=ma向 FA+mg=ma向 ① ⊿F=2N ② mgtanθ=ma向 F+mg=ma向 tanθ=F+1 F/N o tanθ 1 图乙 总结： 正确的受力分析是解题的关键所在，注意比较各组习题的异同点； 注意每道题中什么是恒量，什么是变量；变速圆周运动在速度极值时切向加速度为零。 圆周运动 — 生活中圆周运动 【 例题3 】比较下列生活中的圆周运动。图甲：转盘带小朋友们匀速转动及狗拉雪橇在水平面做匀速圆周运动，理解摩擦力的方向；图乙：小孩荡秋千（不计阻力）及小孩从圆弧轨道滑梯静止滑下，最大速度时各自的受力特点；图丙：摩托车杂技演员分别在两种场景下“飞车走壁”，且都在水平面内做匀速圆周运动，分析受力特点。 图甲 图丙 ω f F ω f vm θ mg N f mg N vm mg N mg N 【 例题4 】骑摩托车的人沿半径为R的水平弯道行驶。若车轮与地面动摩擦因数为μ，则摩托车允许的 最大速度v为多大?此时最大倾角θ（与竖直方向）为多大? 圆周运动 — 生活中圆周运动 总结： 本题体现了一题多解，各种方法的理解是本题的关键点； 方法三中的离心力是假想力（惯性力），是为了保证牛顿定律在非惯性参考系下能够使用。 G总 N地 f地 方法二：力矩平衡 方法三：三力交汇 方法一：整体隔离 G N θ mgtanθ=m v2 R μ(m+M)g=(m+M) v2 R tanθ=μ v= μgR h f地 N地 θ μ(m+M)g=(m+M) v2 R (m+