(新課標(biāo))2013年高考物理押題突破專題九圓周運(yùn)動(dòng)教案.pdf

才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 新課標(biāo)新課標(biāo) 20132013 年高考押題突破年高考押題突破 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng) 一 重要地位一 重要地位 二 突破策略二 突破策略 例例 1 1 如圖 3 1 所示 兩根輕繩同系一個(gè)質(zhì)量 m 0 1kg 的小球 兩繩的另一端分別固定在軸 上的 A B 兩處 上面繩 AC 長(zhǎng) L 2m 當(dāng)兩繩都拉直時(shí) 與軸的夾角分別為 30 和 45 求 當(dāng)小球隨軸一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)角速度為 4rad s 時(shí) 上下兩輕繩拉力各為多 少 審題審題 兩繩張緊時(shí) 小球受的力由 0 逐漸增大時(shí) 可能出現(xiàn)兩個(gè)臨界值 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 總結(jié)總結(jié) 當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 所受合外力一定指向圓心 在圓周的切線方向上和垂直 圓周平面的方向上的合外力必然為零 2 同軸裝置與皮帶傳動(dòng)裝置 在考查皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象的問(wèn)題中 要注意以下兩點(diǎn) a 同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的各點(diǎn)角速度相等 b 和同一皮帶接觸的各點(diǎn)線速度大小相等 這兩點(diǎn)往往是我們解 決皮帶傳動(dòng)的基本方法 例例 2 2 如圖 3 2 所示為一皮帶傳動(dòng)裝置 右輪的半徑為 r a 是它邊緣上 的一點(diǎn) 左側(cè)是一輪軸 大輪半徑為 4r 小輪半徑為 2r b 點(diǎn)在小輪上 到小輪中心距離為 r c 點(diǎn)和 d 點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上 若在 圖 3 2 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 圖 3 3 傳動(dòng)過(guò)程中 皮帶不打滑 則 A a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)線速度大小相等 B a 點(diǎn)與 c 點(diǎn)角速度大小相等 C a 點(diǎn)與 d 點(diǎn)向心加速度大小相等 D a b c d 四點(diǎn) 加速度最小的是 b 點(diǎn) 總結(jié)總結(jié) 該題除了同軸角速度相等和同皮帶線速度大小相等的關(guān)系外 在皮帶傳動(dòng)裝置 中 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是靜摩擦力作用的結(jié)果 從動(dòng)輪受到的摩擦力帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng) 故輪子受到 的摩擦力方向沿從動(dòng)輪的切線與輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同 主動(dòng)輪靠摩擦力帶動(dòng)皮帶 故主動(dòng)輪所 受摩擦力方向沿輪的切線與輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 是不是所有 的題目都要是例 1 這種類型的呢 當(dāng)然不 是 當(dāng)輪與輪之間不是依靠皮帶相連轉(zhuǎn)動(dòng) 而是依靠摩擦力的作用或者是齒輪的嚙合 如圖 3 3 所示 同樣符合例 1 的條件 3 向心力的來(lái)源 a 向心力是根據(jù)力的效果命名的 在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí) 切記在物體的作 用力 重力 彈力 摩擦力等 以外不要再添加一個(gè)向心力 b 對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題 一般可按如下步驟進(jìn)行分析 確定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象 明確運(yùn)動(dòng)情況 包括搞清運(yùn)動(dòng)速率 v 軌跡半徑 R 及軌跡圓心 O 的位置等 只有明確了上 述幾點(diǎn)后 才能知道運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所需的向心力大小 mv 2 R 和向心力方向 指 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 向圓心 分析受力情況 對(duì)物體實(shí)際受力情況做出正確的分析 畫(huà)出受力圖 確定指向圓心的合外 力 F 即提供向心力 選用公式 F m R v2 mR 2 mR 2 2 T 解得結(jié)果 解析解析 物體 A 做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 向心力 RmFn 2 而摩擦力與重力平衡 則有 mgFn 即 mg Fn 來(lái) 由以上兩式可得 mg Rm 2 即碗勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 R g 總結(jié)總結(jié) 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 1 若 m 在最高點(diǎn)時(shí)突然與電機(jī)脫離 它將如何運(yùn)動(dòng) 2 當(dāng)角速度 為何值時(shí) 鐵塊在最高點(diǎn)與電機(jī)恰無(wú)作用力 3 本題也可認(rèn)為是一電動(dòng)打夯機(jī)的原理示意圖 若電機(jī)的質(zhì)量為 M 則 多大時(shí) 電機(jī) 可以 跳 起來(lái) 此情況下 對(duì)地面的最大壓力是多少 解 1 做初速度沿圓周切線方向 只受重力的平拋運(yùn)動(dòng) 2 電機(jī)對(duì)鐵塊無(wú)作用力時(shí) 重力提供鐵塊的向心力 則 mg m 1 2r 即 1 r g 解析解析 小球做平拋運(yùn)動(dòng) 在豎直方向上 h 2 1 gt 2 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 則運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t g h2 又因?yàn)樗轿灰茷?R 所以球的速度 v t R R h g 2 在時(shí)間 t 內(nèi) 盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度 n 2 又因?yàn)?t 則轉(zhuǎn)盤(pán)角速度 t n 2 2n h2 g n 1 2 3 總結(jié)總結(jié) 由于圓周運(yùn)動(dòng)每個(gè)周期會(huì)重復(fù)經(jīng)過(guò)同一個(gè)位置 故具有重復(fù)性 在做這類題目 時(shí) 應(yīng)該考慮圓周運(yùn)動(dòng)的周期性 5 豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 例例 7 7 半徑為 R 的光滑半圓球固定在水平面上 如圖 3 11 所示 頂部有 一小物體甲 今給它一個(gè)水平初速度gRv 0 則物體甲將 A 沿球面下滑至 M 點(diǎn) B 先沿球面下滑至某點(diǎn) N 然后便離開(kāi)球面作斜下拋運(yùn)動(dòng) C 按半徑大于 R 的新的圓弧軌道作圓周運(yùn)動(dòng) D 立即離開(kāi)半圓球作平拋運(yùn)動(dòng) 圖 3 11 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 當(dāng) v 0 v 時(shí) 外軌受到側(cè)向擠壓的力 這時(shí)向心力增大 外軌提供一部分力 當(dāng) v 0 v 時(shí) 內(nèi)軌受到側(cè)向擠壓的力 這時(shí)向心力減少 內(nèi)軌抵消一部分力 還有一些實(shí)例和這一模型相同 如自行車轉(zhuǎn)彎 高速公路上汽車轉(zhuǎn)彎等等 b 汽車過(guò)拱橋 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 汽車具有豎直向下的加速度 1 F mg 對(duì)橋的壓力小于重力 這也是為什么橋一般做 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 成拱形的原因 3 雜技節(jié)目 水流星 表演時(shí) 用一根繩子兩端各拴一個(gè)盛水的杯子 演員掄起杯子在豎直面內(nèi) 做圓周運(yùn)動(dòng) 在最高點(diǎn)杯口朝下 但水不會(huì)流下 如圖所示 這是為什么 分析 以杯中之水為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析 根據(jù)牛頓第二定律可知 F 向 m r v2 此時(shí)重力 G 與 FN的合力充當(dāng)了向心力即 F向 G FN 故 G FN m r v2 圖 3 16 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 審題審題 當(dāng) v0 gR 時(shí) 水恰好不流出 要求水對(duì)桶底的壓力和判斷是否能通過(guò)最高 點(diǎn) 也要和這個(gè)速度 v 比較 v v0時(shí) 有壓力 v v0時(shí) 恰好無(wú)壓力 v v0時(shí) 不能到達(dá) 最高點(diǎn) 總結(jié)總結(jié) 當(dāng)速度大于臨界速率時(shí) 重力已不足以提供向心力 所缺部分由桶底提供 因此桶 底對(duì)水產(chǎn)生向下的壓力 例 2 汽車質(zhì)量 m 為 1 5 10 4 kg 以不變的速率先后駛過(guò)凹形路面和凸形路面 路面圓弧 半徑均為 15 m 如圖 3 17 所示 如果路面承受的最大壓力不得超過(guò) 2 10 5 N 汽車允許的 最大速率是多少 汽車以此速率駛過(guò)路面的最小壓力是多少 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 由上面分析知 汽車經(jīng)過(guò)凸形路面頂點(diǎn)時(shí)對(duì)路面壓力最小 設(shè)為 FN2 如圖 3 19 所示 由牛 頓第二定律有 mg FN2 R mv2 m 解得 FN2 1 10 5 N 總結(jié)總結(jié) 汽車過(guò)拱橋時(shí) 一定要按照實(shí)際情況受力分析 沿加速度方向列式 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 例例 9 9 一把雨傘邊緣的半徑為 r 且高出水平地面 h 當(dāng)雨傘以角速度 旋轉(zhuǎn)時(shí) 雨滴自邊 緣甩出落在地面上成一個(gè)大圓周 這個(gè)大圓的半徑為 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 總結(jié)總結(jié) 在桿和管子的約束下做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 可以有拉力和支持力 所以在最高點(diǎn)的速度可 以等于零 在圓軌道和繩子的約束下做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 只能有拉力 所以在最高點(diǎn)的速度必須 大于 gR 才子城網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái) 職稱論文發(fā)表交流服務(wù)平臺(tái) 9 實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng) 綜合題往往以圓周運(yùn)動(dòng)和其他物理知識(shí)為背景 這類題代表了理科綜合命題方向 要在 平日的做題中理解題目的原理 靈活的把握題目 為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)打點(diǎn)重疊 在電火花計(jì)時(shí)器與盤(pán)面保持良好接觸的 同時(shí) 可以緩慢地將電火