【师说 人教版】2017届高三物理一轮总复习课件+课时训练：第4章《曲线运动 万有引力与航天》（8份打包）

知识点二　匀速圆周运动的向心力 1．作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小． 2．大小：F＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝meq \f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r. 3．方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力． 4．来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供． 知识点三　离心现象 1．定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动． 2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势． 3．受力特点 当F＝mrω2时，物体做匀速圆周运动； 当F＝0时，物体沿切线方向飞出； 当F<mrω2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图所示． [思维诊断] (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动．(　　) (2)做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比．(　　) (3)做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力．(　　) (4)火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的挤压．(　　) (5)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周的半径方向飞出．(　　) × × √ √ × 考点一　传动装置中的各物理量的关系 在分析传动装置的物理量时，要抓住不等量和相等量的关系，表现为： (1)同一转轴的各点角速度ω相同，而线速度v＝ωr与半径r成正比，向心加速度大小a＝rω2与半径r成正比． (2)当皮带不打滑时，用皮带连接的两轮边缘上的各点线速度大小相等，由ω＝eq \f(v,r)可知，ω与r成反比，由a＝eq \f(v2,r)可知，a与r成反比． [例1]　如图所示是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则自行车前进的速度为(　　) A.eq \f(πnr1r3,r2) B.eq \f(πnr2r3,r1) C.eq \f(2πnr1r3,r2) D.eq \f(2πnr2r3,r1) × [解析]　自行车前进速度即为Ⅲ轮边缘的线速度，由同一个轮上的角速度相等，同一皮带传动的两轮边缘的线速度相等可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，再有ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝eq \f(2πnr1r3,r2). [答案]　C 变式训练1　(多选)如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是(　　) A．从动轮做顺时针转动 B．从动轮做逆时针转动 C．从动轮的转速为eq \f(r1,r2)n D．从动轮的转速为eq \f(r2,r1)n 考点二　圆周运动的动力学分析 1.求解圆周运动的动力学问题做好“三分析” 一是几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等； 二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式(用运动学量来表示)； 三是受力分析，目的是利用力的合成与分解的知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力． 2．圆周运动问题的解题步骤 [解析]　根据题意可知，座椅A和B的角速度相等，A的转动半径小于B的转动半径，由v＝rω可知，座椅A的线速度比B的小，A项错误；由a＝rω2可知，座椅A的向心加速度比B的小，B项错误；座椅受力如图所示，由牛顿第二定律得，mgtanα＝mrω2，解得，tanα＝eq \f(rω2,g)，因座椅A的运动半径较小，故悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角较小，C项错误；根据拉力FT＝eq \f(mg,cosα)可知，悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，D项正确． [答案]　D 变式训练2　在光滑水平面上，有一转轴垂直于此平面，交点O的上方h处固定一细绳，绳的另一端连接一质量为m的小球B，绳长l>h，小球可随转轴转动在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示．要使小球不离开水平面，转轴转速的最大值是(　　) A.eq \f(1,2π) eq \r(\f(g,h)) B．πeq \r(gh) C.eq \f(1,2π) eq \r(\f(g,l)) D.eq \f(1,2π) eq \r(\f(l,g)) 【解析】　当小球即将离开水平面时，FN＝0，对小球受力分析如图．由牛顿第二定律得： mgtanθ＝m(2πnm)2R① R＝htanθ② 联立①②得 nm＝eq \f(1,2π) eq \r(\f(g,h))，选项A正确． 【答案】　A 考点三　竖直面内的圆周运动 在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道的“过山车”等)，称为“绳(环)约束模型”；二是有支撑(如球与杆连