全国通用版2019版高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第12讲圆周运动的规律及应用学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 第 12 讲 圆周运动的规律及应用 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.圆周运动中的运动学分析 2圆周运动中的动力学分析 2016全国卷 , 16 高考对本专题直接考查题型多是选择题,对带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的计算题的考查,也渗透在本专题中确定向心力和半径是求解圆周类问题的关键,对此方法要能熟练应用 1描述圆周运动的物理量 定义、意义 公式、单位 线速度 (1)描述做圆周运动的物体运动 _快慢 _的物理量 (v) (2)是矢量,方向和半径垂直,和圆周 _相切 _ (1)v s t 2 rT (2)单位: _m/s_ 角速度 (1)描述物体绕圆心 _转动快慢 _
2、的物理量 ( ) (2)中学不研究其方向 (1) t 2T (2)单位: _rad/s_ 周期和转速 (1)周期是物体沿圆周运动 _一圈 _的时间 (T) (2)转速是物体在单位时间内转过的 _圈数 _(n),也叫频率 (f) (1)T 2 rv ;单位: _s_ (2)n 的单位 r/s、 r/min (3)f 的单 位: _Hz_, f 1T 向心加速度 (1)描述速度 _方向 _变化快慢的物理量(an) (2)方向指向 _圆心 _ (1)an v2r 2r (2)单位: m/s2 向心力 (1)作用效果是产生向心加速度,只改变线速度的 _方向 _,不改变线速度的大小 (2)方向指向 _圆
3、心 _ (1)Fn m 2r mv2rm42T2 r (2)单位: N 【 精品教育资源文库 】 相互 关系 (1)v r 2 rT 2 rf (2)an v2r r2 v 42rT2 42f2r (3)Fn mv2r mr2 m42rT2 mv m42f2r 2.匀速圆周运动的向心力 (1)作用效果:产生向心加速度,只改变线速度的 _方向 _,不改变线速度的 _大小 _. (2)大小: Fn _mv2r_ mr2 _m42rT2 _ mv m42f2r. (3)方向:始终沿半径指向 _圆心 _. (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
4、 _提供 3离心运动 (1)定义:做 _圆周 _运动的物体,在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需 _向心力 _的情况下,所做的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 _飞出去的倾向 (3)受力特点 当 F m 2r 时,物体做 _匀速圆周 _运动; 当 F 0 时,物体沿 _切线 _方向飞出; 当 Fm 2r 时,物体将逐渐 _靠近 _圆心,做近心运动 1判断正误 (1)匀速圆周运动是匀加速曲线运动 ( ) (2)做匀速圆周运动的物体所受合力是保持不变的 ( ) (3)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比 ( ) (4)做
5、匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比 ( ) 【 精品教育资源文库 】 (5)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 ( ) (6)匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因 ( ) (7)做圆周运动的物体所受合力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动 ( ) 一 圆周运动中的运动学分析 1圆周运动各物理量间的关系 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 vA vB (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 vA vB (3)同轴传动:如图丁所示
6、,两轮固定在一起绕同一转轴转动,两轮转动的角速度大小相等,即 A B 解答传动装置 类问题的方法 (1)确定所研究问题属于哪类传动方式,抓住传动装置的特点 同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同; 皮带传动、齿轮传动和【 精品教育资源文库 】 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 (2)结合公式 v r , v 一定时 与 r 成反比, 一定时 v 与 r 成正比,判定各点 v、 的比例关系,若判定向心加速度 a 的比例,巧用 a v 这一规律 例 1如图所示的皮带传动装置中,右边两轮连在一起同轴转动图中三轮半径的关系为 r1 2r2,
7、 r3 1.5r1, A、 B、 C 三点为三个轮边缘 上的点,皮带不打滑,则 A、 B、 C 三点的线速度之比为 _1 1 3_;角速度之比为 _1 2 2_;周期之比为 _2 1 1_. 解析 因为 A、 B 两轮由不打滑的皮带相连,所以相等时间内 A、 B 两点转过的弧长相等,即 vA vB,则 v r 知 AB r2r1 12,又 B、 C 是同轴转动,相等时间内转过的角度相等,即 B C,由 v r 知 vBvC r2r312r11.5r113,所以 vA vB vC 1 1 3, A B C 1 22,再由 T 2 ,可得 TA TB TC 1 12 12 2 1 1. 思维导引
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