高三物理力与圆周运动
高三物理圆周运动
1 如图4-3-7所示，甲、乙、丙三个轮子依 靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径 分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1， 则丙轮的角速度为( ) A A.r1ω1/r3 B.r3ω1/r1 C.r3ω1/r2 D.r1ω1/r2
图4-3-7
热点二
圆周运动的周期性问题
【例2】如图4-3-8所示，半径为R的圆板做匀速转动，当半径OB转到某一方向时， 在圆板中心正上方高h处，以平行于OB方向水平抛出一小球。要使小球与圆板 只碰撞一次，且落点为B，求小球水平抛出时的速度v0及圆板转动的角速度ω 分别是多少？ g 2g n 【答案】v0 R
图4-3-3
要点二
水平面内的圆周运动
1.火车转弯问题 在平直轨道上匀速行驶的火车，所受合外力为零，在火车转弯时，什么力提 供向心力呢？在火车转弯处，让外轨高于内轨，如图4-3-4所示，转弯时所需向心 力由重力和弹力的合力提供。若轨道水平，转弯时所需向心力应由外轨对车轮的 挤压力提供，而这样对车轨会造成损坏。车速大时，容易出事故。 设车轨间距为L，两轨高度差为h，车转弯半径为R，质量为M的火车运行时 应当有多大的速度？ 图4-3-4 根据三角形边角关系知sinθ=h/L，对火车的受力情况分析得tanθ=F/(Mg)。 因为θ角很小，所以sinθ≈tanθ，故h/L=F/(Mg)，所以向心力F=h/LMg，又因为F=Mv2/R，所以车 速 v ghR L 。 由于铁轨建成后h、L、R各量是确定的，故火车转弯时的车速应是一个定值，否则将对铁轨有不利影响， 如：
圆周运动中的临界问题
【例4】如图4-3-13所示，把一个质量m=1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上A、B两个固 定点相连接，绳a、b长都是1 m，AB长度是1.6 m，求直杆和球旋转的角速度为多少时，b绳 上才有张力？(g=10 m/s2)
高三物理一轮复习课件-圆周运动.ppt
物理
第3节 圆周运动
(1)若 ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 ω0； (2)若 ω＝(1±k)ω0，且 0＜k＜1，求小物块受到的摩擦力的大 小和方向。 [审题指导] (1)小物块在水平面内做匀速圆周运动。 (2)ω＝ω0 时，小物块受到的摩擦力恰好为零，重力和支持力 的合力提供小物块的向心力。 (3)当 ω＝(1＋k)ω0 时，小物块具有离心运动趋势，当 ω＝(1 －k)ω0 时，小物块具有近心运动趋势。
klg，而转盘的角速度
2kg 3l <
klg，小木
块 a 未发生滑动，其所需的向心力由静摩擦力来提供，由牛顿第
二定律可得 f＝mω2l＝23kmg，D 错误。 答案：AC
物理
第3节 圆周运动
要点三 竖直平面内的圆周运动
• 在竖直平面内做圆周运动的物体，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“轻绳模 型”
物理
第3节 圆周运动
[典例] (2013·重庆高考)如图 4-3-6 所示，半径为 R 的半球形 陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶 罐球心 O 的对称轴 OO′重合。转台以一定角速度 ω 匀速旋转， 一质量为 m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶 罐一起转动且相对罐壁静止，它和 O 点的连线与 OO′之间的夹角 θ 为 60°。重力加速度大小为 g。
物理
第3节 圆周运动
[典例] (2015·烟台模拟)一轻杆一端固定质量为 m 的小 球，以另一端 O 为圆心，使小球在竖直面内做半径为 R 的圆 周运动，如图 4-3-10 所示，则下列说法正确的是 ( )
高三物理高考冲刺专题教案圆周运动及相关
芯衣州星海市涌泉学校冲刺专题教案---圆周运动及相关专题内容：一.描绘圆周运动的物理量二.匀速圆周运动，离心现象三.竖直平面内的圆周运动四.万有引力定律结合圆周运动的应用知识讲解:一.描绘圆周运动的物理量1．线速度：做匀速圆周运动的物体所通过的弧长与所用的时间是是的比值。
〔1〕物理意义：描绘质点沿切线方向运动的快慢．〔2〕方向：某点线速度方向沿圆弧该点切线方向．〔3〕大小：V=S/t说明:线速度是物体做圆周运动的即时速度2．角速度：做匀速圆周运动的物体，连接物体与圆心的半径转过的圆心角与所用的时间是是的比值。
〔l〕物理意义：描绘质点绕圆心转动的快慢．〔2〕大小：ω＝φ/t〔rad／s〕3．周期T，频率f：做圆周运动物体一周所用的时间是是叫周期．做圆周运动的物体单位时间是是内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速．4．V、ω、T、f的关系T＝1/f，ω＝2π/T=2πf，v＝2πr/T＝2πrf=ωr．T、f、ω三个量中任一个确定，其余两个也就确定了．但v还和半径r有关．5．向心加速度〔1〕物理意义：描绘线速度方向改变的快慢〔2〕大小：a=v2/r=ω2r=4π2fr=4π2r/T2=ωv，〔3〕方向：总是指向圆心，方向时刻在变化．不管a的大小是否变化，a都是个变加速度．〔4〕注意：a与r是成正比还是反比，要看前提条件，假设ω一样，a与r成正比；假设v一样，a与r成反比；假设是r 一样，a与ω2成正比，与v2也成正比．6．向心力〔1〕作用：产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变速度的大小．因此，向心力对做圆周运动的物体不做功．〔2〕大小：F＝ma＝mv2/r＝mω2r=m4π2fr=m4π2r/T2=mωv〔3〕方向：总是沿半径指向圆心，时刻在变化．即向心力是个变力．说明:向心力是按效果命名的力，不是某种性质的力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，要根据物体受力的实际情况断定．【例题讲解】如下列图，皮带传动装置转动后，皮带不打滑，那么皮带轮上A、B、C三点的情况是〔〕A．vA=vB，vB＞vC；B．ωA=ωB，vB=vCC．vA＝vB，ωB＝ωc；D．ωA＞ωB，vB＝vC解析：A、B两点在轮子边缘上，它们的线速度等于皮带上各点的线速度，所以vA=vB；B、C两点在同一轮上，所以ωB＝ωc，由V=ωr知vB＞vC，ωA＞ωB．答案：AC二.匀速圆周运动，离心现象1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，假设在相等的时间是是内通过的路程相等，这种运动就叫做匀速成圆周运动。
高三物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析
高三物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析1.公园里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空．秋千匀速转动时，绳与竖直方向成某一角度θ，其简化模型如图所示．若保持运动周期不变，要使夹角θ 变大，可将（）A．钢丝绳变长B．钢丝绳变短C．座椅质量增大D．座椅质量减小【答案】A【解析】由题意知，座椅做圆周运动的向心力由合外力提供即可得，与质量无关，所以C、D错误；当周期不变时，要使θ增大，可增大l，即钢丝绳变长，所以A正确；B错误。
【考点】本题考查圆周运动2.一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。
已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比。
则关于该质点的运动下列说法正确的是（）A．小球运动的线速度越来越大B．小球运动的加速度越来越大C．小球运动的角速度越来越大D．小球所受的合外力不变【答案】BC【解析】质点沿螺旋线自外向内运动，说明半径R不断减小，质点走过的弧长s与时间t的一次方成正比由可知，线速度的大小不变，A错误；由，因为v不变，R减少得a增大，B正确；由可知角速度增大，C正确；由可知合外力越来越大，D错。
【考点】线速度角速度向心加速度3.图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。
（填入选项前的字母，有填错的不得分）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n D．从动轮的转速为n【答案】BC【解析】由于皮带交叉，主动轮做顺时针转动，则从动轮做逆时针转动，故B正确；由于转动过程中皮带不打滑，即二者边缘线速度相同v主=v从，由v=ωr及ω=2πn知：v=2πnr，从动轮的转速为n，故C正确．【考点】本题考查线速、角速度、转速。
4.如图所示：一轴竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个质量相同的小球A、B各自在不同的水平面内做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（）A、线速度B、角速度C、向心加速度D、小球对漏斗的压力【答案】A【解析】由题意可知：A、B做圆周运动的半径不同；对其中一个小球受力分析如图所示，则根据牛顿第二定律得，得到，θ一定，A球的圆周运动半径大于B球的圆周运动半径，所以，故A正确；因为角速度，A球的圆周运动半径大于B球的圆周运动半径，所以角速度，故选项B错误；向心加速度，与半径r和质量m无关，故选项C错误；由可知漏斗内壁的支持力，因为m和θ相同，所以，由牛顿第三定律可知选项D错误．【考点】解决这类圆周运动问题的关键是对物体正确受力分析，根据向心力公式列方程进行讨论，注意各种向心加速度表达式的应用．5.如图 m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮,已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮之间不打滑，则要求使小物体被水平抛出，A轮转动 ( )A、角速度越小越好，最大为B、线速度越大越好，至少为C转速越大越好，至少为D周期越小越好，最大值为【答案】BC【解析】小物体恰好被水平抛出的临界条件是在最高点时重力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式，有：mg=m，根据线速度定义公式，有：v=，由此可得：，n=，，，由题意可知要求使小物体离开A时做平抛运动，故要求小物体的线速度，转速n，角速度，周期，故本题选BC．【考点】线速度、角速度、周期、转速和半径的关系，牛顿第二定律，平抛运动，向心力6.一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a、b两点的位置如图所示，则偏心轮转动过程中a、b两质点A．线速度大小相等B．向心力大小相等C．角速度大小相等D．向心加速度大小相等【答案】C【解析】a和b两个质点都绕同一个转轴O转动，角速度相等，答案C对。
高三物理复习：圆周运动中的临界问题
如图所示，质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水， 用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动 半径为1m，水杯通过最高点的速度为4m/s，求： （1）在最高点时，绳的拉力？ （2）在最高点时水对杯底的压力？
质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点
不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，
圆周运动中的临界问题
复习引入
注意：向心力由外力或者某些外力的合力
来提供的
解题思路：让提供向心力的外力等于向心力
难点：受力分析找出是哪些外力用于提
供向心力
竖直平面内做圆周运动的临界问题
轻绳模型
轻杆模型
常见 类型
特点 在最高点时，没有物体支 轻杆对小球既能产生拉
撑，只能产生拉力
力，又能产生支持力
物体做圆周运动时，题干中常常会出 现“最大”“最小”“刚好”“恰好” 等词语，该类问题即为圆周运动的临界 问题
在最高点时速度应 不小于
gr
在最高点时速度应 不小于
gr
在最高点速度应大 于0
在最高点速度应大 于0
竖直面内圆周运动类问题的解题技巧
(1)定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过
最高点的临界条件不同。
(2)确定临界点：抓住绳模型中最高点v≥
及杆模型中
v≥0这两个临界条件。
(3)研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高
竖直平面内的圆周运动
竖直面内圆周运动的临界问题分析 对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种
典型的变速曲线运动，该类运动常有临界 问题，并伴有“最大”“最小”“刚好” 等词语，常分析两种模型——轻绳模型和轻 杆模型，分析比较如下：
《高三物理复习教案：力学与运动的综合运用》
《高三物理复习教案：力学与运动的综合运用》高三物理复习教案：力学与运动的综合运用引言：力学是物理学的一个重要分支，它研究物体的运动规律以及与之相关的力的作用。
在高三物理复习中，力学是一个重要的考点，而掌握力学的综合运用对于解决复杂物理问题至关重要。
本教案将围绕力学与运动的综合运用展开，帮助学生们加深对力学知识的理解，并提供一些复习策略和实例，以便能够灵活运用这些知识解决实际问题。
一、综合复习策略1.深入理解力学基本概念在复习力学时，学生们需要对力学的基本概念有清晰的认识。
包括力的定义、单位、分类，以及力的运算规律等。
只有对这些基本概念有深入的理解，才能更好地应用到综合运用中。
2.掌握常见的物体运动模式物体的运动模式是力学学习的基础，高三学生应该熟悉直线运动、曲线运动和圆周运动等常见的物体运动形式。
掌握这些运动模式的特点和运动规律，将有助于学生运用力学知识解决综合运用问题。
3.熟练掌握运动学公式运动学公式是力学中常用的工具，熟练掌握这些公式能够帮助学生快速解答题目。
学生们需要通过大量的练习，形成对这些公式的运用娴熟，从而能够提高解题效率。
4.注重实际问题的应用在复习过程中，学生们应该注重将力学知识与实际问题相结合，通过解决实际问题来加深对力学知识的理解。
实际问题的应用是力学学习中的重要环节，它能够将抽象的理论转化为具体的实践。
二、力学与运动的综合运用实例1.力的合成与分解力的合成与分解是力学中的重要概念，它能够帮助我们处理复杂的力的作用情况。
例如，当一个物体同时受到两个斜向作用力时，我们可以通过力的合成将这两个力合而为一，进而求解物体的加速度。
另外，当一个力被分解成两个分力作用在不同方向上时，我们可以通过力的分解将其分别计算，从而更加方便地求解问题。
2.力的平衡与倾斜力的平衡与倾斜是物体在不同条件下的稳定状态。
例如，当一个物体处于平衡状态时，我们可以应用牛顿第一定律来分析物体所受到的合力为零，从而判断物体是否处于平衡状态。
高三物理圆周运动、向心加速度、向心力知识精讲
高三物理圆周运动、向心加速度、向心力【本讲主要内容】圆周运动、向心加速度、向心力描述圆周运动的量间的关系，实际圆周运动问题中的向心力分析。
【知识掌握】 【知识点精析】1、匀速圆周运动的特点如果质点沿圆周运动，在相等的时间里通过的弧长相等，这种运动叫匀速圆周运动。
匀速圆周运动的轨迹为曲线，v 方向时刻在变，快慢程度不改变，是变速运动，做匀速圆周运动的物体状态是非平衡态，所受合外力不为零，是变加速运动（a 方向时刻在变）。
2、描述圆周运动的物理量（1）线速度：线速度大小又叫速率，用v 表示，tSv =，S 为弧长，t 为通过这段弧长的时间，速率越大则沿弧运动得越快。
线速度的方向为圆的切线方向。
线速度就是圆周运动的瞬时速度。
（2）角速度：连接质点和圆心的半径转过的角度ϕ，与所用时间的比叫角速度tϕω=。
ϕ的单位是弧度，时间t 单位是秒，ω的单位就是弧度/秒，用字母表示为s rad /，角速度的大小描述了做圆周运动绕圆心转动快慢程度。
角速度大则绕圆心转得快。
对一个不变形的物体转动中任何点转过的角度都相同，所以角速度都相同。
（3）周期：使圆周运动的物体运动一周的时间叫周期，用字母T 表示，单位为秒。
周期描述圆周运动重复的快慢，也反映了转动快慢。
周期越小，转动越快。
（4）频率：1秒内完成圆周运动的次数叫频率。
它是周期的倒数，单位是1/秒。
用符号f 表示，单位又叫赫兹（Hz ），f 越大，转动就越快。
（5）转速：工程技术中常用。
定义为每秒转过的圈数，数值与频率相同，单位也是1/秒。
（6）f T v 、、、ω的关系： T = 1/f = 2π/ω = 2π•r /v ω = 2π/T = 2π•f = v /r v = ω•r = 2π•r /T = 2π•f •r Tf n 1== 例1、地球自转的问题讨论1：比较在北京和在赤道两处物体随地球做自转的角速度。
地球表面上的物体随地球做匀速圆周运动的角速度都相同。
高三物理一轮复习 第3讲 圆周运动
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。
(×)
提能点(一) 描述圆周运动的物理量(自练通关)
点点通
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
3．[同轴传动] (2021·上海黄浦区模拟)某高中开设了糕点制作的选修课， 小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀 速转动的圆盘上放了一块直径 8 英寸(20 cm)的蛋糕，在 蛋糕上每隔 4 s 均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀 “点”上 15 个奶油，则下列说法正确的是 A．圆盘转动的转速约为 2π r/min B．圆盘转动的角速度大小为3π0 rad/s C．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为π3 m/s D．蛋糕边缘的奶油向心加速度约为9π0 m/s2
速圆周运动需要的向心力。
情景创设 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