2021版高考物理大一轮复习通用版课件：4.第3讲　圆周运动课件PPT

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知识点一　匀速圆周运动及描述1．匀速圆周运动(1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长________，就是匀速圆周运动．(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向________，是变加速运动．(3)条件：合外力大小不变、方向始终与________方向垂直且指向圆心．
2．描述匀速圆周运动的物理量
知识点三　离心运动和近心运动1．离心运动定义：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________圆心的运动．
2．受力特点(1)当F＝mrω2时，物体做________运动．(2)当F＝0时，物体沿________方向飞出．(3)当Fmrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做________运动．3．本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力________做匀速圆周运动需要的向心力．
思考辨析(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动．(　　)(2)匀速圆周运动的向心力不改变速度的大小．(　　)(3)做圆周运动的物体一定是合外力充当向心力．(　　)(4)物体做离心运动是因为受到所谓离心力的作用．(　　)(5)汽车转弯时速度过大就会向外发生侧滑，这是由于汽车轮胎受沿转弯半径向内的静摩擦力不足以提供汽车转弯所需要的向心力．(　　)
教材改编[人教版必修2P25T3改编]如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是(　　)A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力
3．常见的三类传动方式及特点(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)摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，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：如图戊、己所示，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．
2．[2020·辽宁丹东质检](多选)在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2:3:6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点(　　)A．A点和B点的线速度大小之比为1:1B．A点和B点的角速度之比为1:1C．A点和B点的角速度之比为3:1D．以上三个选项只有一个是正确的
解析：题图中三个齿轮边缘线速度大小相等，A点和B点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr可得，线速度大小一定时，角速度与半径成反比，A点和B点角速度之比为3∶1，选项A、C正确，B、D错误．
3．如图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB＝4RA、RC＝8RA.当自行车正常骑行时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aA:aB:aC等于(　　)A．1:1:8 B．4:1:4C．4:1:32 D．1:2:4
题型2|圆锥摆模型例2 [2021·安康模拟]如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1、m2的小球A和B.让两小球同时做圆周运动，B球绕O点做圆锥摆运动，细绳与竖直方向的夹角为θ，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心O做匀速圆周运动，两球做圆周运动的角速度相同，OA、OB的绳长相等，则两球的质量之比为(　　)A．1：1 B．1：sin θC．1：cs θ D．1：tan θ
练1　一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是(　　)A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B．汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 NC．汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2
题后反思 “一、二、三、四”求解圆周运动的动力学问题
考点三　竖直面内的圆周运动多维探究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过最高点时的特点及求解方法
生活中的圆周运动问题(STSE问题)典例1 [传统文化][2020·江苏扬州调研]明代出版的《天工开物》中记录了祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动齿轮，通过水车将水运送到高处．图中两个齿轮边缘点分别为A、B.在齿轮转动过程中(　　)A．A转一周，B也转一周B．A、B角速度大小相等C．A的线速度比B的小D．A的向心加速度比B的小
例2 [体育] [2020·佛山模拟]图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与自行车看成整体，下列说法正确的是(　　)A．运动员转弯所需向心力由重力与地面对车轮的支持力的合力提供B．运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心D．发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力
例3 [过山车]如图甲所示的过山车轨道，有连续两个环，我们把它简化为如图乙的模型，忽略一切阻力，假设大环的半径是小环半径的1.5倍．当过山车经过大环的最低点和最高点时，轨道对过山车的压力差绝对值为ΔN1，当过山车经过小环的最低点和最高点时，轨道对过山车的压力差绝对值为ΔN2，则下面说法中正确的是(　　)A．ΔN2＝ΔN1 B．ΔN2＝1.5ΔN1C．ΔN1＝1.5ΔN2 D．ΔN1＝3ΔN2
例4 [空中飞椅]儿童乐园里的游乐设施“空中飞椅”简化模型如图所示，座椅通过钢丝绳与顶端转盘连接．已知正常工作时转盘的角速度一定．绳与竖直方向的夹角为θ，座椅及乘客的总质量为M.不计绳子质量及空气阻力，下列说法正确的是(　　)A．仅增大绳长时，绳与竖直方向的夹角将增大B．仅增大绳长时，绳与竖直方向的夹角将减小C．仅增大乘客的质量时，绳与竖直方向的夹角将增大D．仅增大乘客的质量时，绳与竖直方向的夹角将减小