高考物理大一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3节 圆周运动优质课件

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解析：选 B.在竖直筒壁上的摩托车只受三个力作用，其中竖 直方向上重力与摩擦力是一对平衡力，水平方向上筒壁对车的弹 力提供了车和人整体做匀速圆周运动的向心力，B 正确．
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考点一 圆周运动的运动学问题 1．圆周运动各物理量间的关系
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2．对公式 v＝ωr 和 a＝vr2＝ω2r 的理解 (1)由 v＝ωr 知，r 一定时，v 与 ω 成正比；ω 一定时，v 与 r 成正比；v 一定时，ω 与 r 成反比． (2)由 a＝vr2＝ω2r 知，在 v 一定时，a 与 r 成反比；在 ω 一定 时，a 与 r 成正比．
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4. 有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托 车先在如图所示的大型圆筒底部做速度较小，半径较小的圆周运 动，通过逐步加速，圆周运动的半径逐步增大，最后能以较大的 速度在竖直筒壁上做匀速圆周运动，这时使车和人整体做匀速圆 周运动的向心力是( )
A．圆筒壁对车的静摩擦力 B．筒壁对车的弹力 C．摩托车本身的动力 D．重力和摩擦力的合力
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3．(多选)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为 4 m/s，转 动周期为 2 s，则( )
A．角速度为 0.5 rad/s B．转速为 0.5 r/s C．轨迹半径为π4 m D．加速度大小为 4π m/s2
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解析：选 BCD.角速度为 ω＝2Tπ＝π rad/s，A 错误；转速为 n ＝2ωπ＝0.5 r/s，B 正确；半径 r＝ωv＝π4 m，C 正确；向心加速度 大小为 a＝vr2＝4π m/s2，D 正确．
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三、圆周运动、向心运动和离心运动
1．匀速圆周运动与非匀速圆周运动 两种运动具体比较见下表：
项目
定义
运动 特点 向心 力
匀速圆周运动
非匀速圆周运动
线速度的大小 不变 的 线速度的大小 不断变化 的
圆周运动
圆周运动
F 向、a 向、v 均大小不变，方 F 向、a 向、v 大小和方向均发
向变化，ω 不变
生变化，ω 发生变化
F 向＝F 合
由 F 合沿半径方向的分力提 供
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2.离心运动 (1)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． (2)受力特点(如图所示)
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①当 F＝ mrω2 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＜ mrω2 时，物体逐渐远离圆心，F 为实际提供的 向心力． ④当 F＞mrω2 时，物体逐渐向 圆心靠近，做 向心 运动．
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1. (2017·广州调研)如图所示，当正方形薄板绕着过其中心 O 并与板垂直的转动轴转动时，板上 A、B 两点( )
A．角速度之比 ωA∶ωB＝ 2∶1 B．角速度之比 ωA∶ωB＝1∶ 2 C．线速度之比 vA∶vB＝ 2∶1 D．线速度之比 vA∶vB＝1∶ 2
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解析：选 D.板上 A、B 两点的角速度相等，角速度之比 ωA∶ ωB＝1∶1，选项 A、B 错误；线速度 v＝ωr，线速度之比 vA∶vB ＝1∶ 2，选项 C 错误，D 正确．
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2．(多选)某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确 的是( )
A．因为该质点速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动 B．该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动 C．该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D．该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合力不等 于零
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解析：选 BD.匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改 变，所以不是匀速运动，A 错误，B 正确；由于速度的方向改变， 所以速度是变化的，一定存在加速度，不是处于平衡状态，合力 不等于零，C 错误，D 正确．
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[自我诊断] 1．判断正误 (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．( × )
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(5)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因．( √ ) (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)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．( × ) (8)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．( × )
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二、向心力 1．作用效果：产生向心加速度，只改变速度的 方向 ，不改 变速度的 大小 ． 2．大小：F＝mvr2＝mω2r ＝m4Tπ22r＝mωv＝4π2mf2r 3．方向：总是沿半径方向指向 圆心 ，时刻在改变，即向心 力是一个变力． 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 提供．
第3节 圆周运动
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一、描述圆周运动的物理量
1．线速度：描述物体圆周运动快慢．
v＝ΔΔst＝
2πr T
.
2．角速度：描述物体转动快慢．
ω＝ΔΔθt ＝
2π T
.
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3．周期和频率：描述物体 转动快慢 ． T＝2vπr，T＝1f . 4．向心加速度：描述 线速度方向 变化快慢的物理量． an＝rω2＝vr2＝ωv＝4Tπ22r.
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3. (2017·桂林模拟)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 三点在运 动过程中的( )
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2. (多选)如图所示为一链条传动装置的示意图．已知主动轮是 逆时针转动的，转速为 n，主动轮和从动轮的齿数比为 k，以下说 法中正确的是( )
A．从动轮是顺时针转动的 B．主动轮和从动轮边缘的线速度大小相等 C．从动轮的转速为 nk D．从动轮的转速为nk
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Hale Waihona Puke Baidu
解析：选 BC.主动轮逆时针转动，带动从动轮也逆时针转动， 用链条传动，两轮边缘线速度大小相等，A 错误，B 正确；由 r 主： r 从＝k,2πn·r 主＝2πn 从·r 从可得 n 从＝nk，C 正确，D 错误．