第四章第三节.ppt

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1、第三节圆周运动第三节圆周运动第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天转动的快慢转动的快慢栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天线速度方向线速度方向5向心力：向心力：作用效果产生作用效果产生_，Fnman.向心加速度向心加速度栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天BCD栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较项目项目匀速圆周运动匀速圆周

2、运动非匀速圆周运动非匀速圆周运动定义定义运动运动特点特点向心向心力力线速度大小不变的线速度大小不变的圆周运动圆周运动线速度大小变化的线速度大小变化的圆周运动圆周运动F向向、a向向、v均大小均大小不变，方向变化，不变，方向变化，不变不变F向向、a向向、v大小、大小、方向均发生变化，方向均发生变化，发生变化发生变化F向向F合合由由F合合沿半径方向沿半径方向的分力提供的分力提供栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 2.(多选多选)下列关于圆周运动的说法正确的是下列关于圆周运动的说法正确的是()A匀速圆周运动是匀变速曲线运动匀速圆周运动是匀变速曲线运动B向心加速度大

3、小不变，方向时刻改变向心加速度大小不变，方向时刻改变C当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动周运动D做变速圆周运动的物体，只有在某些特殊位置，合力方做变速圆周运动的物体，只有在某些特殊位置，合力方向才指向圆心向才指向圆心CD栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天三、离心运动三、离心运动1定义：定义：做做_运动的物体，在合力运动的物体，在合力_或或者者_提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐逐渐_圆心的运动圆心的运动圆周圆周突然消失突然消失不足以不足以远离远

4、离栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天2供需关系与运动供需关系与运动如图所示，如图所示，F为实际提供的向心力，则为实际提供的向心力，则(1)当当_时，物体做匀速圆周运动；时，物体做匀速圆周运动；(2)当当_时，物体沿切线方向飞出；时，物体沿切线方向飞出；(3)当当_时，物体逐渐远离圆心；时，物体逐渐远离圆心；(4)当当_时，物体逐渐靠近圆心时，物体逐渐靠近圆心Fm2rF0Fm2r栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 3.(单选单选)下列关于离心现象的说法正确的是下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心

5、力时产生离心现象当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动后，物体将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动后，物体将沿切线做直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动后，物体将做曲线运动C栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天考点考点一一 水平面内

6、的圆周运动水平面内的圆周运动考点二考点二 竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动 考点考点三三 圆周运动的综合问题圆周运动的综合问题栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天考点一水平面内的圆周运动考点一水平面内的圆周运动1运动实例：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆运动实例：圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等周飞行等2重力对向心力没有贡献，向心力一般来自弹力、摩擦力或重力对向心力没有贡献，向心力一般来自弹力、摩擦力或电磁力向心力的方向水平，竖直方向的合力为零电磁力向心力的方向水平，竖直方向的合力为零3涉及静摩擦力时，常出现临界和极值问题涉及静摩

7、擦力时，常出现临界和极值问题栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 如图所示，用一根长为如图所示，用一根长为l1 m的细线，的细线，一端系一质量为一端系一质量为m1 kg的小球的小球(可视为质点可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角向的夹角37，当小球在水平面内绕锥体，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的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的时，细线的张力为张力为FT.(g取取10 m/s2，结果可用根式表示，结果可用根式表示)求：求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度若要小球离

8、开锥面，则小球的角速度0至少为多大？至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为若细线与竖直方向的夹角为60，则小球的角速度，则小球的角速度为为多大？多大？栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天审题点睛审题点睛(1)小球离开锥面的临界条件是小球沿锥面运小球离开锥面的临界条件是小球沿锥面运动，支持力为零，即小球在重力和拉力的作用下，在水平面动，支持力为零，即小球在重力和拉力的作用下，在水平面内做圆周运动内做圆周运动(2)细线与竖直方向夹角为细线与竖直方向夹角为60时，小球离开锥面，做圆锥摆时，小球离开锥面，做圆锥摆运动运动栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航

9、天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天总结提升总结提升水平面内的匀速圆周运动的解题方法水平面内的匀速圆周运动的解题方法(1)对研究对象受力分析，确定向心力的来源，涉及临界问题对研究对象受力分析，确定向心力的来源，涉及临界问题时，确定临界条件；时，确定临界条件；(2)确定圆周运动的圆心和半径；确定圆周运动的圆心和半径；(3)应用相关力学规律列方程求解应用相关力学规律列方程求解栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 1.(多选多选

10、)如图所示，一个内壁光滑的如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球有两个质量相同的小球A和和B紧贴着内壁分别在紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是法正确的是()A球球A的线速度必定大于球的线速度必定大于球B的线速度的线速度B球球A的角速度必定小于球的角速度必定小于球B的角速度的角速度C球球A的运动周期必定小于球的运动周期必定小于球B的运动周期的运动周期D球球A对筒壁的压力必定大于球对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力对筒壁的压力AB栏

11、目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天考点二竖直面内的圆周运动考点二竖直面内的圆周运动 1物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周运动两种运动两种2只有重力做功的竖直面内的圆周运动只有重力做功的竖直面内的圆周运动 一定是一定是 变变 速圆周运速圆周运动，遵守机械能守恒动，遵守机械能守恒3竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界问题，又有能量守恒的问题问题，又有能量守恒的问题

12、4一般情况下，竖直面内的变速圆周运动问题只涉及最高点一般情况下，竖直面内的变速圆周运动问题只涉及最高点和最低点的两种情形和最低点的两种情形栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天D栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天审题点睛审题点睛(1)物块在物块在B、D两点受到的力有两点受到的力有_向向心力分别为心力分别为_(2)物块在物块在A、C两点受到的力有两点受到的力有_，向心力是由，向心力是由_力提供力提供(3)根据根据_的方向判断超、失重的方向判断超、失重解析解析在在B、D位置，物块受重力、支持力，在位置，物块受重力、支持力，在A

13、、C位置，位置，物块受重力、支持力和静摩擦力，故物块受重力、支持力和静摩擦力，故A错；物块做匀错；物块做匀 速速 圆周圆周运动，任何位置的合外力都指向圆心，运动，任何位置的合外力都指向圆心，B错；从错；从B运运 动动 到到A，向心加速度斜向下，物块失重，从向心加速度斜向下，物块失重，从A运动到运动到D，向心加速度斜，向心加速度斜向上，物块超重，向上，物块超重，C错、错、D对对栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 2.(单选单选)(2014高考新课标全国卷高考新课标全国卷)如图，如图，一质量为一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直

14、平面内；套在大环上质量为固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小的小环环(可视为质点可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下，从大环的最高处由静止滑下重力加速度大小为重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大当小环滑到大环的最低点时，大 环环 对轻对轻杆拉力的大小为杆拉力的大小为()AMg5mg BMgmg CMg5mg DMg10mgC栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天考点三圆周运动的综合问题考点三圆周运动的综合问题 圆周运动常与平抛圆周运动常与平抛(类平抛类平抛)运动、匀变速直

15、线运动运动、匀变速直线运动 等等 组合而组合而成为多过程问题，除应用各自的运动规律外，还要结合成为多过程问题，除应用各自的运动规律外，还要结合 功能功能关系进行求解解答时应从下列两点入手：关系进行求解解答时应从下列两点入手：1分析转变点：分析哪些物理量突变，哪些物理量不变，特分析转变点：分析哪些物理量突变，哪些物理量不变，特别是转变点前后的速度关系别是转变点前后的速度关系2分析每个运动过程的受力情况和运分析每个运动过程的受力情况和运 动性质，明动性质，明 确遵确遵 守的守的规律规律栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 (2013高考福建卷高考福建卷)如图，一

16、不可伸如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量点，下端系一质量m1.0 kg的小球现将小球拉到的小球现将小球拉到A点点(保持绳保持绳绷直绷直)由静止释放，当它经过由静止释放，当它经过B点时绳恰好被点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点地点地面上的面上的D点与点与OB在同一竖直线上，已知绳长在同一竖直线上，已知绳长L1.0 m，B点点离地高度离地高度H1.0 m，A、B两点的高度差两点的高度差 h h0.5 m，重力加，重力加速度速度g取取10 m/s2，不计空气影响，求：，不计空气影响，求：(1)地面上地面上DC两点间的距离

17、两点间的距离s；(2)轻绳所受的最大拉力大小轻绳所受的最大拉力大小栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天审题点睛审题点睛(1)小球从小球从AB做圆周运动，其机械能守恒，轻做圆周运动，其机械能守恒，轻绳断前瞬间绳拉力与重力的合力提供向心力绳断前瞬间绳拉力与重力的合力提供向心力(2)绳断瞬间，小球速度方向水平，做平抛运动平抛初速度绳断瞬间，小球速度方向水平，做平抛运动平抛初速度等于绳断瞬间的速度等于绳断瞬间的速度栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天答案答案(1)1.41 m(2)20 N栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航

18、天第四章曲线运动万有引力与航天总结提升总结提升平抛运动与圆周运动的组合题，用平抛运动的平抛运动与圆周运动的组合题，用平抛运动的规律求解平抛运动问规律求解平抛运动问 题，用牛顿定律求解圆周题，用牛顿定律求解圆周 运动运动 问题，问题，关键是找到两者的关键是找到两者的 速度关系若先做圆周速度关系若先做圆周 运动运动 后做平抛运后做平抛运动，则圆周运动的动，则圆周运动的 末速等于平抛运动末速等于平抛运动 的水的水 平初速；若物体平初速；若物体平抛后进入圆轨平抛后进入圆轨 道，圆周运动的道，圆周运动的 初速初速 等于平抛末速在圆切等于平抛末速在圆切线方向的分速度线方向的分速度栏目栏目导引导引第四章曲线

19、运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天 3.如图所示，半径为如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为竖直放置，两个质量均为m的小球的小球A、B以不同的速度进入管以不同的速度进入管内内A通过最高点通过最高点C时，对管壁上部压力为时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高通过最高点点C时，对管壁下部压力为时，对管壁下部压力为0.75mg，求，求A、B两球落地点间的两球落地点间的距离距离栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天答案：答案：3R栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天物理模型

20、物理模型竖直平面内圆周运动的竖直平面内圆周运动的“轻杆、轻绳轻杆、轻绳”模型模型1模型特点模型特点在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时 的受的受力情况可分为两类：一是无支撑力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道的如球与绳连接、沿内轨道的“过山车过山车”等等)，称为，称为“轻绳模型轻绳模型”；二是有支；二是有支 撑撑(如球与如球与 杆杆连接、小球在弯管内运动等连接、小球在弯管内运动等)，称为，称为“轻杆模型轻杆模型”栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天2模型分析模型分析绳、杆模型常涉及临

21、界问题，分析如下：绳、杆模型常涉及临界问题，分析如下：轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型常常见见类类型型过最高过最高点的临点的临界条件界条件由小球能运动即由小球能运动即可，得可，得v临临0栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型讨论讨论分析分析栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天ABD栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天A栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天栏目栏目导引导引第四章曲线运动万有引力与航天第四章曲线运动万有引力与航天本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放