2021届高考物理二轮复习课件：第四章 第3讲 圆周运动及其应用
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2021届新高考物理一轮：专题四 第3讲 圆周运动及其应用
度的大小
(2)单位：N
(2)方向指向圆心
(续表)
项目
定义、意义
公式、单位
相互 关系
(1)T＝1f ；(2)ω＝2Tπ＝2πf；(3)v＝rω＝2Tπr＝2πrf； (4)a＝vr2＝rω2＝ωv＝4Tπ22r＝4π2f2r； (5)F＝mvr2＝mrω2＝m4Tπ22r＝mωv＝m·4π2f2r
向心力是效果力，不是一种新性质的力，可由某 一性质的力(如重力、弹力、磁场力等)提供，也可由一个力的 分力或几个力的合力提供.受力分析时不要把向心力当作一个 独立的力来分析.
答案：C
3.如图 4-3-2 所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随
圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后，物体仍然随
圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是( )
A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大，摩擦力不变
(1)ω＝ΔΔφt ＝2Tπ
(2)中学不研究其方向
(2)单位：rad/s
(续表)
项目
定义、意义
(1)周期是物体沿圆周运动
公式、单位
③____一__周______所用的时间 周期和 (T) 转速 (2)转速是物体在单位时间内
转过的④__圈__数__(n)，也叫频 率(f)
(1)T＝2vπr＝2ωπ，单位：s (2)n 的单位：r/s、r/min (3)f＝T1，单位：Hz
(续表)
项目
定义、意义
公式、单位
描述线速度方向变化的 向心 ⑤__快__慢____ 加速度
方向：指向圆心
(1)a＝vr2＝rω2＝ωv＝4Tπ22r (2)单位：m/s2
2021版高考物理(基础版)一轮复习课件：第四章 3 第三节 圆周运动
力提供向心力．如图甲所示，汽车过圆弧形拱形桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，
汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，即 FN1＝F′N1
2．运动实例 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
运动模型 圆锥摆
飞车走壁 汽车在水平路面转弯
水平转台
向心力的来源图示
3.“一、二、三、四”求解圆周运动问题
【典题例析】 (多选)(2019·高考江苏卷)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运 动．座舱的质量为 m，运动半径为 R，角速度大小为 ω，重力加速度为 g，则座舱
3600° °＝413，故
B
错误；小球所受合力提供向心力，则向心力为 F＝mgtan θ，小球 m1 和 m2 的向心力大
小之比为FF12＝ttaann 6300° °＝3，故 C 正确；两小球角速度大小之比为4 3∶1，由 v＝ωr 得
线速度大小之比为 3 3∶1，故 D 错误．
迁移 3 水平面内圆周运动的临界问题 3.如图所示，用一根长为 l＝1 m 的细线，一端系一质量为 m＝1 kg 的小球(可视为质点)， 另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角 θ＝37°，当小球在水平面内绕 锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为 ω 时，细线的张力为 FT.(g 取 10 m/s2，结果可用根 式表示)
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：选 D.A、B 轮摩擦传动，故 va＝vb，ωaRA＝ωbRB，ωa∶ωb＝3∶2；B、C 同轴， 故 ωb＝ωc，RvbB＝RvCc ，vb∶vc＝3∶2，因此 va∶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．
高中物理第四章课时2圆周运动的规律与应用课件高中全册物理课件
各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。
12/10/2021
第十页，共三十五页。
实例 在光滑水平面上,绳系小 球绕O点做匀速圆周运动
用细绳系一个小球在竖直 平面内做圆周运动
示意图
物体在水平转台上,随转 台一起做匀速圆周运动
小球在细线作用下在水平 面内做匀速圆周运动
12/10/2021
第十一页，共三十五页。
弹力 FN
(2)当 0<v< gr 时,-FN+mg=m v2 ,FN 背离圆 r
心且随 v 的增大而减小
(2)不能过最高点时 v< gr , (3)当 v= gr 时,FN=0
在到达最高点前小球已经脱 离了圆轨道
(4)当 v> gr 时,FN+mg=m v2 ,FN 指向圆心 r
并随 v 的增大而增大
A.角速度相同
C.向心加速度相同
12/10/2021
第六页，共三十五页。
解析:坐在小“自行车”上的小孩绕着共同(gòngtóng)的圆心转动,转动的周期 相等,角速度相同,故A正确;根据v=rω可知,线速度大小相等,但方向不同,故B错误;根 据a=rω2可知,向心加速度大小相等,但是方向不同,故C错误;根据F向=mrω2,由于 小孩的质量未知,向心力大小关系不确定,D错误。
12/10/2021
第十七页，共三十五页。
2.拱形桥的最高点与最低点 (1)如果汽车在拱形桥上,如图以某一速度 v 通过拱形桥的最高点时满足
mg-FN1=m v 2 ,则 FN1=mg-m v 2 。
r
r
结论:①汽车对桥面的压力小于汽车的重力;
②汽车行驶的速度越大,汽车对桥面(qiáo miàn)的压力越小。 ③当速度达到某一值时,汽车对桥面没有压力,汽车“飘离”桥面。
第4章 第3讲 圆周运动—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)
第四章曲线运动第3讲圆周运动【教学目标】1、理解线速度、角速度和周期的概念；2、理解向心加速度和向心力以及和各物理量间的关系；3、会用牛顿第二定律求解圆周运动问题，并能灵活解决圆周运动中的有关临界问题4、知道离心现象及发生离心现象的条件。
【重、难点】1、会用牛顿第二定律求解圆周运动问题；2、临界问题【知识梳理】1（1）匀速圆周运动是匀变速曲线运动．（）（2）物体做匀速圆周运动时，其角速度是不变的．（）（3）物体做匀速圆周运动时，其合外力是不变的．（）（4）匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比．（）（5）做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比．( )（6）比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的快慢，看周期或角速度．（）（7）匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因．（）（8）做圆周运动的物体所受到的合外力不一定等于向心力．（）（9）做圆周运动的物体，一定受到向心力的作用，所以分析做圆周运动物体的受力时，除了分析其受到的其他力，还必须指出它受到向心力的作用．（）（10）做匀速圆周运动的物体，当合外力突然减小时，物体将沿切线方向飞出．（）（11）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．（）（12）摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的缘故．（）（13）在绝对光滑的水平路面上汽车可以转弯．（）（14）火车转弯速率小于规定的数值时，内轨受到的压力会增大．（）（15）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．（）典例精析考点一描述圆周运动的物理量1．圆周运动各物理量间的关系及其理解2．常见的三种传动方式及特点（1）皮带传动：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23v A ＝v B 。
（2）摩擦传动：如图丙所示，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 v A ＝v B 。
高考物理总复习第四章 第3讲 圆周运动的规律和应用
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
4．来源：做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所 受的合外力，总是指向圆心．做变速圆周运动的物体，向心 力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力．
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
三、匀速圆周运动 1．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在相等的时间里 通过的弧长相等． 2．匀速圆周运动的特点． (1)是速度大小不变而速度方向时刻变化的变速曲线运 动．
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高考复习· 物理
图4－3－4
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
A．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍 B．小球的线速度突然增大到原来的3倍 C．小球的角速度突然增大到原来的1.5倍 D．细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍
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图4－3－2
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有志者事竟成
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高考复习· 物理
A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心 B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心 C．因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它 的摩擦力，方向与木块的运动方向相同 D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动，所以木块受到圆 盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反
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有志者事竟成
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解析 从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来 分析：由于圆盘转动时，以转动的圆盘为参考系，物体的运 动趋势是沿半径向外背离圆心的，所以盘面对木块的静摩擦 力方向沿半径指向圆心．从做匀速圆周运动的物体必须有力 提供向心力的角度来分析，木块随圆盘一起做匀速圆周运 动，它必须受到沿半径指向圆心的合力，只有来自盘面的静 摩擦力提供指向圆心的向心力，因而盘面对木块的静摩擦力 方向必沿半径指向圆心，所以，正确选项为B.
【创新设计】高考物理一轮复习第4章第3讲圆周运动的规律及其应用PPT课件
误的划“×”．
(1)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的
作用．
()
(2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周
切线方向做匀速直线运动．
()Leabharlann (3)摩托车转弯时，如果超过一定速度，摩托车将发生滑
动，这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用．
()
答案 (1)× (2)√ (3)×
和圆周相切
①描述物体绕圆心 转动快慢 角速度 的物理量(ω)
②中学不研究其方向
①ω＝ΔΔθt ＝_2T_π___ ②单位：rad/s
梳理深化 强基
多思维课 建堂 模 热 素点 养
定义、意义
公式、单位
周期和
①周期是物体沿圆周运动 _一__周__的时间(T) ②转速是物体单位时间转
①T＝2vπr 单位：s
多思维课 建堂 模 热 素点 养
2．(多选)质点做匀速圆周运动，则
( )．
A．在任何相等的时间里，质点的位移都相同
B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等
C．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的
角度都相等
D．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同
解析 由匀速圆周运动的定义知B、C正确；位移和平均
3．受力特点 当F＝_m__r_ω_2_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＜_m__rω__2_时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向 心力，如图4－3－1所示．
图4－3－1
梳理深化 强基
多思维课 建堂 模 热 素点 养
判断正误，正确的划“√”，错
梳理深化 强基
多思维课 建堂 模 热 素点 养
第四章 第3讲 圆周运动—2021届(新课标版)高考物理一轮复习课件(共34张PPT)
(1)若 ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为 0，求 ω0； (2)若 ω＝(1±k)ω0，且 0＜k≪1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。
【解析】 (1)如图甲，对小物块受力分析可知：FNcos 60°＝mg，
(1)v＝ωr＝2Tπr＝2πrf；
(2)a
＝
v2 r
＝
rω2
＝
ω
v
＝
4π2 T2
r
＝4π2f2r；
(3)Fn＝man＝mvr2＝mω2r＝ mr4Tπ22＝4mrπ2f2
向心力 作用效果产生向心加速度
Fn＝man
◎ 考点二 匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等的运动。 (2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动。 (3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终与速度方向垂 直且指向圆心。 (4)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。
◎ 考点一 圆周运动的定义及传动分析
传动装置分析
传动方 式
皮带传动
图形示 例
同轴转动
特点
在传动 装置中 各物理 量的关
系
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பைடு நூலகம்
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
A．转速逐渐减小，平均速率为4Δπntr C．转速逐渐增大，平均速率为4Δπntr
B．转速逐渐减小，平均速率为8Δπntr D．转速逐渐增大，平均速率为8Δπntr
【解析】 (1)如图甲，对小物块受力分析可知：FNcos 60°＝mg，
(1)v＝ωr＝2Tπr＝2πrf；
(2)a
＝
v2 r
＝
rω2
＝
ω
v
＝
4π2 T2
r
＝4π2f2r；
(3)Fn＝man＝mvr2＝mω2r＝ mr4Tπ22＝4mrπ2f2
向心力 作用效果产生向心加速度
Fn＝man
◎ 考点二 匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等的运动。 (2)性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动。 (3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终与速度方向垂 直且指向圆心。 (4)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。
◎ 考点一 圆周运动的定义及传动分析
传动装置分析
传动方 式
皮带传动
图形示 例
同轴转动
特点
在传动 装置中 各物理 量的关
系
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பைடு நூலகம்
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
A．转速逐渐减小，平均速率为4Δπntr C．转速逐渐增大，平均速率为4Δπntr
B．转速逐渐减小，平均速率为8Δπntr D．转速逐渐增大，平均速率为8Δπntr
高考物理二轮复习第4讲圆周运动课件
第4讲 圆周运动
-2-
描述圆周运动的物理量及其关系 【典题1】(2016年10月浙江选考,5)在G20峰会“最忆是杭州”的文 化文艺演出中,芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转,此时手臂 上A、B两点角速度大小分别为ω1、ω2,线速度大小分别为vA、vB, 则( ) A.ω1<ω2 B.ω1>ω2 C.vA<vB D.vA>vB 答案:D 解析:可以把A、B两点看成是同轴转动的两个质点,则ω1=ω2,由 v=ωr得,vA>vB,故选项D正确。
��的关系图象如答案图。
-14-
万有引力定律的应用 【典题4】(2016年4月浙江选考,11)2015年12月,我国暗物质粒子
探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的预定轨道。“悟空”
卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半
①
������
在
C
处时
F'-mg=m������
2
②
������
由①②式得ΔF=F'-F=2mg=2 N。
(2)在A处时健身者需施加的力为F,
球在做匀速圆周运动过程中的向心力F向=F+mg, 在B处不受摩擦力作用,受力分析如图。
则 tanθ= ������向 = ������+������������=F+1
①线速度 v:由 G���������������2��� =m������������2得 v= ������������������,可见,r 越大,v 越小;r 越小,v 越
大。
②角速度 ω:由 G���������������2��� =mω2r 得 ω= ���������������3���,可见,r 越大,ω 越小;r 越
-2-
描述圆周运动的物理量及其关系 【典题1】(2016年10月浙江选考,5)在G20峰会“最忆是杭州”的文 化文艺演出中,芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转,此时手臂 上A、B两点角速度大小分别为ω1、ω2,线速度大小分别为vA、vB, 则( ) A.ω1<ω2 B.ω1>ω2 C.vA<vB D.vA>vB 答案:D 解析:可以把A、B两点看成是同轴转动的两个质点,则ω1=ω2,由 v=ωr得,vA>vB,故选项D正确。
��的关系图象如答案图。
-14-
万有引力定律的应用 【典题4】(2016年4月浙江选考,11)2015年12月,我国暗物质粒子
探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的预定轨道。“悟空”
卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半
①
������
在
C
处时
F'-mg=m������
2
②
������
由①②式得ΔF=F'-F=2mg=2 N。
(2)在A处时健身者需施加的力为F,
球在做匀速圆周运动过程中的向心力F向=F+mg, 在B处不受摩擦力作用,受力分析如图。
则 tanθ= ������向 = ������+������������=F+1
①线速度 v:由 G���������������2��� =m������������2得 v= ������������������,可见,r 越大,v 越小;r 越小,v 越
大。
②角速度 ω:由 G���������������2��� =mω2r 得 ω= ���������������3���,可见,r 越大,ω 越小;r 越
高三物理一轮复习 第四章 第3讲 圆周运动课件
3．向心力的公式
Fn＝man＝mvr2＝ mω2r
4π2 ＝ m T2 r .
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 (1)当 F＝ mω2r 时，物体做匀速圆周运动； (2)当 F＝0 时，物体沿 切线 方向飞出； (3)当 F＜ mω2r 时，物体逐渐远离圆心．
3．常见的三种传动方式及特点
类型
图示
特点
同轴传动
绕同一转轴运转的物体，角速度相同，ωA ＝ωB，由 v＝ωr 知 v 与 r 成正比
皮带传动
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
类型 摩擦传动
图示
特点
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
AC得． ．v牙 牙2＝盘 盘2边 转πn缘 动r2r1向 角r3，心 速D加 度正速 为度确 2nπ为．2πr2n2
B．飞轮边缘转动线速度为 2πnr2 D．自行车匀速运动的速度为2πnr2r1r3
2．[摩擦传动] (2019·湖北武汉调研)机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮
压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传
某大人小在相匀等速，骑据行v时＝每R秒ω 踩可脚知踏，板飞转轮n边圈缘，上则的下线列速判度断v正1＝确2的πn是r1(，DB 错) 误；牙盘边缘的
向心加速度 a＝vr112＝2πrn1r12＝(2πn)2r1，C 错误；飞轮的角速度 ω2＝vr21，飞轮与后
2021年高考物理第二轮第4课时 力与曲线运动(二)——圆周运动模型
第17页
图1
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赢在微点 无微不至
考前顶层设计·英语
解析 设轻绳与竖直方向的夹角为 θ，绳长为 L，根据牛顿第二定律得 mgtan θ＝ mLω2sin θ，解得 ω2＝Lcogs θ＝hg，可知 h＝ωg2，即 h 与ω12成正比，h 与ω12的图线是 一条过原点的倾斜直线，D 项正确。
答案 D
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考前顶层设计·英语
赢在微点 无微不至
FN＋mg＝mvRQ2，得 FN＝6.4 N 根据牛顿第三定律可得 小球对外壁有弹力FN′＝FN＝6.4 N。 答案 (1)0.4 s (2)3 m/s 1.2 m (3) 29 m/s (4)外壁 6.4 N
考前顶层设计·英语
第11页
赢在微点 无微不至
sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，下列说法正确的是( )
图4
第13页
赢在微点 无微不至
A.圆环旋转角速度的大小为
5g 4R
B.圆环旋转角速度的大小为
5g 3R
C.小球 A 与圆环间摩擦力的大小为75mg
D.小球 A 与圆环间摩擦力的大小为15mg
第14页
考前顶层设计·英语
赢在微点 无微不至
赢在微点 无微不至
考前顶层设计·英语
第4课时 力与曲线运动(二)——圆周运动模型
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赢在微点 无微不至
考前顶层设计·英语
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赢在微点 无微不至
考前顶层设计·英语
圆周运动
命题角度一 水平面内的圆周运动 【例1】 如图1所示，一小球由不可伸长的轻绳系于一竖直细杆的A点，
当竖直杆以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动。 关于小球到A点的竖直距离h与角速度ω的关系图线，正确的是( )