2019版一轮优化探究物理(教科版)课件：第四章+第3讲 圆周运动
3．向心力的公式
2 4π v 2 mω r ＝ m T2 r . Fn＝man＝m ＝ r
2
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 切线飞出去的趋势． 3.受力特点
(4)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．( × ) (5)在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯．( × )
(6)火车转弯速率小于规定的数值时，内轨将受到火车内侧的压 力．( √ )
(7)飞机在空中沿半径为 R 的水平圆周盘旋时， 飞机机翼一定处 于倾斜状态．( √ )
2． [摩擦传动]
如图所示， B 和 C 是一组塔轮，
即 B 和 C 半径不同，但固定在同一转动轴上， 其半径之比为 RB∶RC＝3∶2， A 轮的半径大小 与 C 轮相同，它与 B 轮紧靠在一起，当 A 轮绕过其中心的竖直轴转 动时，由于摩擦作用，B 轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c 分别 为三轮边缘的三个点，则 a、b、c 三点在转动过程中的( A．线速度大小之比为 3∶2∶2 B．角速度之比为 3∶3∶2 C．转速之比为 2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为 9∶6∶4 )
解析：a、c 两点的线速度大小相等，选项 A 正确；d、c 两点 的角速度相等，根据 v＝rω，c 的角速度小于 a 的角速度，a 点的角速度大于 d 点角速度，选项 B 错误；a、b 两点的线速度 v2 不等，转动半径相等，根据 a＝ r ，向心加速度不等，故 C 错 误；b、c、d 三点的角速度相等，根据 a＝ω2r 可知，d 点的向 v2 心加速度最大；a、c 两点的线速度大小相等，根据 a＝ r 可知 a 点的向心加速度大于 c 点，故四点中，向心加速度最大的不 是 b 点，选项 D 错误． 答案：A
(4)向心加速度：描述速度方向 变化快慢的物理量．
2 2 v 4 π an＝rω2＝ ＝ωv＝ 2 r. r T
2π (5)相互关系：①v＝ ωr ＝ T r ＝ 2πrf
2 v2 4π ②an＝ r ＝rω2＝ωv．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，因此在受 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．
2 (1)当 F＝ mω r 时，物体做匀速圆周运
动； (2)当 F＝0 时，物体沿 切线方向飞出；
2 mω r 时，物体逐渐远离圆心，F 为实际提供的向 (3)当 F＜
心力，如图所示．
■ 思维判断 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动．( × ) (2)匀速圆周运动加速度恒定不变．( × ) (3)做匀速圆周运动的物体所受合外力大小保持不变．( √ )
3．常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传送： 如图甲、 乙所示， 皮带与两轮之间无相对滑动时， 两轮边缘线速度大小相等，即 vA＝vB.
(2)摩擦或齿轮传动：如图甲、乙所示，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，即 vA＝vB.
(3)同轴传动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速 度相同，ωA＝ωB，由 v＝ωr 知 v 与 r 成正比．
v2 (8)由 an＝ r ＝ω2r 知，在 v 一定时，a 与 r 成反比；在 ω 一定 时，a 与 r 成正比．( √ )
[高频考点•分类突破]
核心要点突破
1．对公式 v＝ωr 的理解 当 r 一定时，v 与 ω 成正比； 当 ω 一定时，v 与 r 成正比； 当 v 一定时，ω 与 r 成反比． v2 2．对 a＝ ＝ω2r 的理解 r 当 v 一定时，a 与 r 成反比； 当 ω 一定时，a 与 r 成正比．
题组突破训练
1.[ 皮带转动 ]
(2018· 广西桂林第二
次月考 ) 如图 所示为一皮 带传动装 置，右轮的半径为 r，a 是它边缘上 的一点，左侧是一轮轴，大轮半径为 4r，小轮半径为 2r，b 点在小轮上，到小轮中心距离为 r，c 点 和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带 不打滑，则( ) A．a 点与 c 点线速度大小相等 B．a 点与 d 点角速度大小相等 C．a 点与 b 点向心加速度大小相等 D．四点中，向心加速度最大的是 b 点
解析： A、 B 轮摩擦传动， 故 va＝vb， ωaRA＝ωbRB， ωa∶ωb＝3∶ vb v c 2；B、C 同轴，故 ωb＝ωc，R ＝R ，vb∶vc＝3∶2，因此 va∶ B C vb∶vc＝3∶3∶2，ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，故 A、B 错误．转 速之比等于角速度之比，故 C 错误．由 a＝ωv 得 aa∶ab∶ac ＝9∶6∶4，D 正确．
[基础知识•自主梳理]
一、匀速圆周运动及其描述 1．匀速圆周运动 (1) 定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧 长 相等，就是匀速圆周运动． (2)特点： 加速度大小不变， 方向始终指向 圆心， 是变加速运动． (3)条件：合外力大小不变、方向始终与 速度方向垂直且指向圆 心．
2．描述圆周运动的物理量及其关系 (1)线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量． 2πr Δs v＝ ＝ T . Δt (2)角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． 2π Δθ ω＝ ＝ T . Δt (3)周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量． 2πr 1 T＝ v ，T＝ . f
第四章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 圆周运动
[考纲解读]
C
目 录
ONTENTS
[基础知识•自主梳理] [高频考点•分类突破]
[跟踪检测•巩固提升]
5 [课时作业]
[考纲解读]
1．掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系． 2.掌握向 心力的来源，理解向心力公式并能在实际问题中应用． 解物体做离心运动的条件． 3.了
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2019版一轮优化探究物理（人教版）课件：第四章 第3讲 圆周运动
[基础知识•自主梳理]
一、匀速圆周运动及其描述 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧 长 相等，就是匀速圆周运动． (2)特点：加速度大小不变，方向始终指向 圆心，是变加速运动． (3)条件：合外力大小不变、方向始终与 速度方向垂直且指向圆 心．
2．描述圆周运动的物理量及其关系
＝mωa2l，可得 ωa＝ klg，而转盘的角速度 23klg＜ 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 Ff＝ mω2l＝23kmg，选项 D 错误． 答案：AC
2．[火车转弯分析] (多选)铁路转弯处的弯道半径 r 是根据地 形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差 h 的 设计不仅与 r 有关，还与火车在弯道上的行驶速度 v 有关．下 列说法正确的是( ) A．速率 v 一定时，r 越小，要求 h 越大 B．速率 v 一定时，r 越大，要求 h 越大 C．半径 r 一定时，v 越小，要求 h 越大 D．半径 r 一定时，v 越大，要求 h 越大
(2)摩擦或齿轮传动：如图甲、乙所示，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，即 vA＝vB.
(3)同轴传动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速 度相同，ωA＝ωB，由 v＝ωr 知 v 与 r 成正比．
题组突破训练
1.[皮带转动] (多选)变速自行车靠变换 齿轮组合来改变行驶速度．如图所示是某 一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中 A 轮有 48 齿，B 轮有 42 齿，C 轮有 18 齿，D 轮有 12 齿，则( ) A．该自行车可变换两种不同挡位 B．该自行车可变换四种不同挡位 C．当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 ωA∶ωD＝1∶4 D．当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 ωA∶ωD＝4∶1
2019版高考物理一轮复习第四章曲线运动第3讲圆周运动课件
(1)描述物体绕圆心⑤ 转动快慢 的物理量
(ω)
(2)中学不研究其方向
(1)周期是物体沿圆周运动⑥ 一周 的时间 (T) (2)转速是物体在单位时间内转过的⑦ 圈数
(n),也叫频率(f)
(1)描述速度⑧ 方向 变化快慢的物理量 (an) (2)方向指向圆心
公式、单位
(1)v= Δ s= 2 π r
',所以从动轮的转速为n'= r 1 n,选项C对。
r2
1-2 如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样,它们的 边缘有三个点A、B、C。在自行车正常骑行时,下列说法正确的是
( D)
A.A、B两点的角速度大小相等 B.B、C两点的线速度大小相等 C.A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比 D.B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
1-1 (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 ( BC)
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 r 1 n
r2
D.从动轮的转速为 r 2 n
r1
答案 BC 根据传动装置的特点可知,从动轮应做逆时针转动,故选项 B对;因是皮带传动,皮带轮边缘上各点线速度大小相等,即 r1·2πn=r2·2πn
3.如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速转动,下列说
法中正确的是 ( B )
A.物块处于平衡状态 B.物块受三个力作用 C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越不容易脱离圆盘 D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘
高三物理一轮复习 第四章曲线运动圆周运动优化课件
2．竖直平面内的圆周运动的常见模型 (1)绳球模型：没有物体支撑的小球，在竖直平面内做圆 周运动过最高点，如图甲所示．
甲
乙
①由牛顿运动定律知mg＝mvR2，得小球过圆周轨道最高点
的临界速度为v＝ gR .此时v＝ gR 是小球通过圆周最高点的
最小速度．
②当mg<m
v2 R
，即v>
gR ，小球能过圆周的最高点，此时
直方向做自由落体运动，设球绕几周后从B点射出，则在水平 面内做匀速圆周运动的路程为n2πR＝v0t，
在竖直方向的位移有h＝12gt2，
由上述两式有v0＝n2πR
g 2h
(n＝1,2,3，…)．
小球运动中水平方向只受支持力N且总指向圆心，
N＝mvR20＝2π2Rhmgn2 (n＝1,2,3，…)．
由牛顿第三定律得小球对筒的压力N′＝N，N′＝
2．离心现象 (1)做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周 切线方向飞去的倾向，在所受合外力突然消失或不足以提供 圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运 动，这种现象称为离心现象． (2)物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以 提供圆周运动所需的向心力． (3)离心运动的应用：离心干燥器、离心沉淀器等． (4)离心运动的防止：车辆转弯时要限速；转动的砂轮和 飞轮要限速等．
由牛顿第三定律知，水对水桶的作用力FN′＝FN＝2.6 N，方向竖直向上．
考点一 考查描述圆周运动的各物理量间的关系
圆周运动的各物理量v、ω、T、f、n间的关系为v＝
2πr T
＝
2πfr＝2πnr＝ωr.
如下图所示的传动装置中，A、B两轮同轴转 动．A、B、C三轮的半径大小的关系是RA＝RC＝2RB.当皮带不 打滑时，三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、
高三物理一轮复习资料第四章第3节圆周运动课件
A.n1＋n12n2ω C.n1＋n1 n2ω
B.n1＋n2 n2ω D.n1－n2 n2ω
【答案】 A 【解析】 主动轮、行星轮与大轮分别用 A、B、C 表示， 由图可知，A 与 B 为齿轮传动，所以线速度大小相等，B 与 C 是 车轮传动，线速度大小也相等，所以 A 与 B、C 的线速度是相等 的；有线速度关系可知：22ππRRAB＝RRAB＝nn12 则：RB＝nn21·RA 由图可知：RC＝2RB＋RA A、B 与 C 的线速度相同，得：ωRA＝ω′RC 联立可得：ω′＝n1n＋1ω2n2，故 A 项正确，B、C、D 三项错误．
【答案】 A 【解析】 线速度 v＝st，A、B 通过的路程之比为 4∶3，且 时间相等，则线速度之比为 4∶3，故 A 项正确； 角速度 ω＝θt，运动方向改变的角度等于圆周运动转过的角 度，A、B 转过的角度之比为 3∶2，且时间相等，则角速度之比 为 3∶2，故 B 项错误；
根据 v＝rω 得，圆周运动的半径 r＝ωv ，线速度之比为 4∶3， 角速度之比为 3∶2，则圆周运动的半径之比为 8∶9，故 C 项错 误；
＝32R处之前做斜拋运动，所以小球能够上升的最大高度小于32R， 故 B 项正确；如果 v0＝ 5gR，根据机械能守恒定律得12mv02＝ mg·2R＋12mv2，解得 v＝ gR，所以小球恰好可以到达最高点， 即小球能够上升的最大高度为 2R，故 D 项正确，C 项错误．
练 6 (2019·汕头模拟)如图所示，一倾角为 30°的斜劈静置 于粗糙水平面上，斜劈上表面光滑，一轻绳的一端固定在斜面上 的 O 点，另一端系一小球．在图示位置垂直于细线给小球一初速 度，使小球恰好能在斜面上做圆周运动．已知 O 点到小球球心的 距离为 l，重力加速度为 g，下列说法正确的是( )
2019物理金版大一轮课件：第4章 第3讲 圆周运动的基本规律及应用
2019版一轮复习物理课件第四章 曲线运动 万有引力与航天
第3讲 圆周运动的基本规律及应用
l考点一 圆周运动的运动学问题
l考点二 圆周运动中的动力学问题
l核心素养竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”模型l知识梳理 自我珍断
l考点三 水平面内圆周运动的临界问题
不变
圆心不变
快慢m/s
转动快慢rad/s
圆周
方向
圆心ω2r m/s 2
ωr2πrf
方向大小
合力
分力
圆周
向心力
圆周
切线
远离
靠近
B D C
G
F N
mg R
R
R
F T
mg
F N
mg
F拉
mg
F N
1．竖直面内圆周运动两类模型
一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管)约束模型”。
2．竖直平面内圆周运动的两种模型特点及求解方法
“轻绳”模型“轻杆”模型图示
受力特征物体受到的弹力方向为向下
或等于零
物体受到的弹力方向为向
下、等于零或向上
“轻绳”模型“轻杆”模型受力示意图
力学方程mg ＋F N ＝m
mg ±F N ＝m 临界特征F N ＝0
mg ＝m
即v min ＝v ＝0即F 向＝0 F N ＝mg
过最高点的条件在最高点的速度v ≥
在最高点的速度v ≥0
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核心素养 竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”模型
2019版一轮复习物理课件本 节 结 束 。
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高三物理一轮复习 第4章 第3讲 圆周运动课件
(1)同一转轴上各点的角速度ω相同,而线速度v=ωr与半径r成正比,向心加
速度a=ω2r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各点的线速度大小相等,由
ω= v 可知,ω与r成反比,由a= v 2 可知,a与r成反比。
r
r
(3)靠静摩擦力传动的两轮边缘上的点,线速度大小相等,ω与r成反比。
5. 答案
A
对于物体A,由图线知aA∝
1 r
,与a=v 2
r
相比较,则推知vA大小不
变;对于物体B,由图线知,aB∝r,与公式a=ω2r相比较可知ωB不变,故选项A正
确。
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重难突破
重难一 传动装置中各物理量之间的关系
在分析传动装置中各物理量之间的关系时,要抓住不等量和相等量
的关系,具体情况如下:
4. 答案 D 由a= v 2 知,只有在v一定时,a才与r成反比,如果v不一定,则a与
r
r不成反比;同理,只有当ω一定时,a才与r成正比;只有当v一定时,ω与r才成反 比;因2π是定值,故B两物体做匀速圆周运动时向心加速度a随半径r变化的 图线,由图线可知 ( ) A.A物体的线速度大小不变 B.A物体的角速度不变 C.B物体的线速度大小不变 D.B物体的角速度与半径成正比
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(2)角速度:物体与圆心的连线扫过的⑨ 角度 与所用⑩ 时间 的比
值,符号为 ω ,表达式为 ω=
,单位为 rad/s 。
(3)周期、频率:运动 一周 所用的时间叫周期,用符号 T 表示,
单位为 s ; 单位时间 内绕圆心转过的 圈数 叫频率,用
符号 f 表示,单位为 Hz 。 θ
t
物理一轮复习课件第四章第3节圆周运动3
1．传动的类型 (1)皮带传动(线速度大小相等)． (2)同轴传动(角速度相等)． (3)齿轮传动(线速度大小相等)． (4)摩擦传动(线速度大小相等)． 2．传动装置的特点 (1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同． (2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑 的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等．
高考总复习
人教物理
第3课时 圆周运动
考点一 圆周运动的运动学分析
1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量．
v＝ΔΔst＝2Tπr.
2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．
ω＝ΔΔθt ＝
2π T
.
3．周期和频率：描述物体绕圆心 转动快慢 的物理量．
T＝2vπr，T＝1f .
4．向心加速度：描述 速度方向 变化快慢的物理量． an＝rω2＝vr2＝ωv＝4Tπ22r. 5．相互关系：(1)v＝ωr＝2Tπr＝ 2πrf . (2)an＝vr2＝rω2＝ωv＝4Tπ22r＝4π2f2r.
解析： D [设夹子与物块间静摩擦力为 f，匀速运动时，绳中
张力 T＝Mg＝2f.摆动时，物块没有在夹子中滑动，说明匀速运动过
程中，夹子与物块间的静摩擦力没有达到最大值，A 错误；碰到钉
子后，物块开始在竖直面内做圆周运动，在最低点，对整体 T′－Mg
＝MvL2，对物块 2f－Mg＝MvL2，所以 T′＝2f，由于 f≤F，所以选项 B
FNsin θ＝mg① FNcos θ＝mrω2②
由①得 FN＝smingθ，小球 A 和 B 受到的支持力 FN 相等，由牛顿 第三定律知，选项 D 错误．由于支持力 FN 相等，结合②式知，A 球 运动的半径大于 B 球运动的半径，故 A 球的角速度小于 B 球的角速 度，A 球的运动周期大于 B 球的运动周期，选项 A、C 错误．又根 据 FNcos θ＝mvr2可知：A 球的线速度大于 B 球的线速度，选项 B 正 确．]
高考物理一轮复习 第4章 第3单元 圆周运动课件
2．[多选]如图 4－3－1 所示，一小球用细绳悬挂于 O 点，将其拉离
竖直位置一个角度后释放，则小球以 O 点为圆心做圆周运动，运
动中小球所需向心力是
()
A．绳的拉力
B．重力和绳拉力的合力
C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 图 4－3－1
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解析：分析向心力来源时就沿着半径方向求合力即可，注意 作出正确的受力分析图。如图所示，对小球进行受力分析， 它受到重力和绳子的拉力作用，向心力是指向圆心方向的合 力。因此，它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以 是各力沿绳方向的分力的合力。
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传动装置问题
1.同轴转动 各点共轴转动时，角速度相同，因此周期也相同。由于各点 半径不一定相同，线速度、向心加速度大小一般不同。 2．皮带传动 当皮带不打滑时，两轮边缘各点线速度大小相等。由于各点 半径不同，角速度、周期、向心加速度等都不相同。
答案：CD
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离心现象
[想一想] 如图 4－3－2 所示，游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣，当转 速逐渐增大时，飞椅会飘得越来越高，请思考其中的道理。
图 4－3－2
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12
提示：如图所示为飞椅受力图，由 Fcos θ＝ mgFsin θ＝mω2L ·sin θ 可得：cos θ＝ωg2L 可见，飞椅转速增大时，ω 增大，θ 增大， 飞椅飘得越来越高。
①描述速度 方向 变化快慢的物理
量(an) ②方向指向 _圆__心__
①an＝vr2＝ω2r ②单位：_m__/s_2_
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定义、意义
公式、单位