高考物理总复习 冲A方案 第9讲 圆周运动教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案.docx

第9讲圆周运动
【知识总览】

【考点探究】
考点1线速度、角速度、周期和转速之间的关系(d)
·条目解析

物理量线速度角速度转速周期频率定义做圆周运动的物体单位时间内通过的弧长做圆周运动的物体单位时间内转过的弧度物体单位时间内所转过的圈数物体完成一次完整圆周运动所用的时间物体在1s内所完成的圆周运动的次数性质矢量矢量标量标量标量符号vωnTf单位m/srad/sr/ssHz关系v、ω、r、T间是瞬时对应的关系:v=rω=2πTr·典型例题
例1硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成,碟片外覆盖有铁磁性材料.如图9-1所示,电动机使磁盘以5400r/min的转速匀速转动,磁头在读、写数据时是不动的,磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道.外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比,有 ()

图9-1
A.转速nP>nQ B.角速度ωP>ωQ
C.线速度vP<vQ D.向心加速度aP>aQ

图9-2
变式如图9-2所示,A、B为电风扇叶片上的两个质点,当电风扇匀速转动时,A、B两质点具有相同的 ()
A.线速度大小
B.周期
C.向心加速度大小
D.运动轨迹
[要点总结]链条或皮带传动是圆周运动知识在实际生活和生产中的典型应用.在分析传动装置的各物理量时,抓住相等量的关系,即应抓住:①同轴转动的轮子上各点角速度相等;②同一链条或皮带传动的两个轮子边缘各点线速度大小相等.
考点2向心加速度(d)
·条目解析
1.匀速圆周运动中加速度的方向
(1)做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向总指向圆心,这个加速度称为向心加速度.
(2)由于匀速圆周运动中向心加速度的方向时刻在发生变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀加速运动,而是变加速运动.
2.向心加速度的大小
向心加速度的大小可以通过公式an=v2r来计算,计算向心加速度的公式还有an=rω2=vω,应根据问题情景选择合适的向心加速度的表达式.
·典型例题
例2关于向心加速度,下列说法正确的是 ()
A.它是描述角速度变化快慢的物理量
B.它是描述线速度大小变化快慢的物理量
C.它是描述线速度方向变化快慢的物理量
D.它是描述角速度方向变化快慢的物理量
变式如图9-3所示,O、O1为两个皮带轮,O轮的半径为r,O1轮的半径为R,且R>r,M点为O轮边缘上的一点,N点为O1轮上的任意一点,当皮带轮转动时(设转动过程中不打滑),则 ()

图9-3
A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度
B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度
C.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度
D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度
考点3向心力(d)
·条目解析
1.定义:做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫作向心力.
2.方向:始终指向圆心.
3.公式:Fn=mv2r=mω2r.
4.两个模型
(1)“轻绳”模型和“轻杆”模型不同的原因是“轻绳”只能对小球产生拉力,而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力.
(2)临界问题出现在变速圆周运动中时,竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动,一般情况下,只讨论物体在最高点和最低点的情况.

模型轻绳模型轻杆模型情景图示最
高
点受力特征除重力外,物体可能受到向下或等于零的弹力除重力外,物体可能受到向下、等于零或向上的弹力受力
示意力力学方程mg+FN=mv2Rmg±FN=mv2R临界特征FN=0,
即mg=mvmin2R,
vmin=gRv=0时,F向=0,
即FN=mgv=gR
的意义物体能否过最高点的临界情况FN表现为拉力还是支持力的临界情况过最高点的条件最高点的速度v≥gR最高点的速度v≥0·典型例题

图9-4
例3[2019·温州九校期末]拱形桥的顶部可视为一段圆弧,这段圆弧对应的半径为10m,当一辆小汽车(视作质点)以一定速度v经过桥项时,以下说法正确的是(g取10m/s2) ()
A.当v=36km/h时,车对桥面的压力等于重力
B.当v=54km/h时,车能贴着桥面安全通过拱形桥
C.无论速度有多大,车对桥面的压力都不可能大于重力
D.当v=18km/h时,车对桥面的压力是重力的14

图9-5
变式1[2019·金华十校期末]如图9-5所示,质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动,重力加速度为g,下列说法中正确的是 ()
A.小球通过最高点的最小速度为Rg
B.小球运动到a点时一定挤压外侧管壁
C.小球在水平线ab以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力
D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力

图9-6
变式2一种转速监测器的主要构造如图9-6所示,在内壁光滑的圆筒内有一根原长为L、