第四章 课时3 圆周运动的规律与应用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（浙江专用）

课时3　圆周运动的规律与应用 基础梳理 一、描述圆周运动的物理量 5.向心力:作用效果产生 ,Fn=man。 转动的快慢 线速度方向 向心加速度 二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较 项目 匀速圆周运动 非匀速圆周运动 定义 线速度大小不变的圆周运动 线速度大小变化的圆周运动 运动 特点 F向、a向、v均大小不变,方向变化,ω不变 F向、a向、v大小、方向均发生变化,ω发生变化 向心力 F向=F合 由F合沿半径方向的分力提供 三、离心运动 1.定义:做 运动的物体,在合力 或者 提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐 圆心的运动。 2.原因:做圆周运动的物体,由于本身的 ,总有沿着圆周 方向飞出去的倾向。 圆周 突然消失 不足以 远离 惯性 切线 3.供需关系与运动 如图所示,F为实际提供的向心力,则 (1)当 时,物体做匀速圆周运动; (2)当 时,物体沿切线方向飞出; (3)当 时,物体逐渐远离圆心; (4)当 时,物体逐渐靠近圆心。 F=mω2r F=0 F<mω2r F>mω2r 夯实考点 [例1] 修正带的结构如图所示,包括上下盖座,大、小齿轮,压嘴座等部件,大、小齿轮分别嵌合于固定的轴孔中,大、小齿轮相互啮合,a、b点分别位于大、小齿轮的边缘,c点位于大齿轮的半径中点。当使用修正带的某个时刻(　 　) A.b、c两点的角速度相同 B.a、b两点的角速度相同 C.b、c两点的线速度相同 D.b点的向心加速度最大 圆周运动的运动学分析 A 常见的传动方式 [变式1] (2021·广东选考卷)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 A 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。 圆周运动的动力学分析 考向1:水平面内的圆周运动 [例2] (多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度。下列说法正确的是(　 　) AC [变式2] (多选)如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会随着“魔盘”一起转动;当“魔盘”转动速度逐渐增大时,人逐渐远离盘心,最终会“贴”在“魔盘”竖直壁上。若“魔盘”半径为r,人与“魔盘”间的动摩擦因数为μ,则在人随着“魔盘”一起加速转动,直至“贴”上“魔盘”竖直壁的过程中(　 　) A.人受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B.人与“魔盘”之间的摩擦力方向始终指向“魔盘”中心 C.离“魔盘”中心越远的人越早的“贴”上“魔盘”竖直壁 CD 考向2:竖直平面内的圆周运动 常见模型 [例3] 如图所示,杂技演员正在表演“水流星”节目,手持系有水桶的轻绳一端,使盛有水的水桶在竖直面内做圆周运动,若要使桶中的水不洒出,则在最低点时水对桶底的压力大小至少是水的重力的(　 　) A.2倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍 D C [变式3] 如图所示是单杠运动员做“单臂大回环”的动作简图,质量为60 kg的体操运动员,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,运动员在最低点时手臂受到的拉力至少为(忽略空气阻力,g取10 m/s2)(　 　) A.600 N B.2 400 N C.3 000 N D.3 600 N [变式4] 如图所示的杂技演员在表演水流星的节目时,手持两端系有盛水的杯子的绳子中点在竖直面内做圆周运动,若两只杯子内盛水的质量相等,当一只杯子在最高点时水恰好不洒出来,这时另一只杯子中的水对杯底的压力大小是水的重力的(　 　) A.2倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍 A 考向3:圆锥摆模型 [例4] 有一种荡秋千用的“轮子秋”,即竖起大板车轮柱,下轮压重物