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2022版高考物理一轮复习-第4章-曲线运动-万有引力与航天-第3节-圆周运动教案.doc
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1、2022版高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3节 圆周运动教案2022版高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3节 圆周运动教案年级:姓名:- 15 -第3节圆周运动一、匀速圆周运动及其描述1匀速圆周运动(1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是做匀速圆周运动。(2)特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。(3)条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。2描述圆周运动的物理量物理量意义、方向公式、单位线速度(v)描述圆周运动的物体运动快慢的物理量是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切v单位:m/s角速度()描
2、述物体绕圆心转动快慢的物理量中学不研究其方向单位:rad/s周期(T)和转速(n)或频率(f)周期是物体沿圆周运动一周的时间转速是物体单位时间转过的圈数;频率是单位时间内运动重复的次数T单位:sn的单位:r/s、r/min,f的单位:Hz向心加速度(a)描述速度变化快慢的物理量方向指向圆心ar2单位:m/s2二、匀速圆周运动的向心力1作用效果向心力产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小。2大小Fmm2rmrmv42mf2r。3方向始终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。三、离心现象1现
3、象做圆周运动的物体,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,就做逐渐远离圆心的运动。2受力特点及轨迹当Fnm2r时,物体做匀速圆周运动。当Fn0时,物体沿切线方向飞出。当Fnm2r时,物体逐渐远离圆心,做离心运动。当Fnm2r时,物体逐渐靠近圆心,做近心运动。一、思考辨析(正确的画“”,错误的画“”)1匀速圆周运动是匀加速曲线运动。()2做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比。()3做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力。()4做圆周运动的物体所受到的合外力不一定等于向心力。()5做离心运动的物体是由于受到离心力的作用。()6赛车转弯时冲出赛道是因为沿转弯半径向内的静摩
4、擦力不足以提供向心力。()二、走进教材1(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C物体在水平面上,一定受到重力和支持力作用,物体在转动过程中,有背离圆心的运动趋势,因此受到指向圆心的静摩擦力,且静摩擦力提供向心力,故C正确。2(粤教版必修2P37T2)(多选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线,甲图线为双曲线的一支,乙图线为直线。由图象可以知道()A甲球运动时,线速度的大小保持不变B甲球运动时,角速度
5、的大小保持不变C乙球运动时,线速度的大小保持不变D乙球运动时,角速度的大小保持不变AD题图的图线甲中a与r成反比,由a可知,甲球的线速度大小不变,由vr可知,随r的增大,角速度逐渐减小,A正确,B错误;题图的图线乙中a与r成正比,由a2r可知,乙球运动的角速度大小不变,由vr可知,随r的增大,线速度大小增大,C错误,D正确。3(人教版必修2P25T2改编)(多选)如图所示,两个圆锥内壁光滑,竖直放置在同一水平面上,圆锥母线与竖直方向夹角分别为30和60,有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动,下列说法正确的是()AA、B球受到的支持力之比为3BA、B球的向心力之比为1CA、
6、B球运动的角速度之比为31DA、B球运动的线速度之比为11CD设小球受到的支持力为FN,向心力为F,则有FNsin mg,FNAFNB1,选项A错误;F,FAFB31,选项B错误;小球运动轨道高度相同,则半径Rhtan ,RARB13,由Fm2R得AB31,选项C正确;由vR得vAvB11,选项D正确。 描述圆周运动的物理量1(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10。在此10 s时间内,火车()A运动路程为600 mB加速度为零C角速度约为1 rad/sD转弯半径约为3.4 kmAD由svt知,s600 m,故A正确;火车在做匀速圆
7、周运动,加速度不为零,故B错误;由10 s内转过10知,角速度 rad/s rad/s0.017 rad/s,故C错误;由vr知,r m3.4 km,故D正确。2.(多选)(2020枣庄模拟)如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述正确的是()Aa、b两点的线速度相同Ba、b两点的线速度比c点的线速度大Ca、b、c三点的角速度相等Dc点的向心加速度比a、b点的向心加速度大BCa、b、c三点共轴,故abc,故C正确;由于角速度相等,又因为vr,rarbrc,所以a、b两点的线速度大小相等,但方向不同,即vavbvc,故A错误,B正确;
8、根据a2r可知,由于角速度相同,rarbrc,故有:aaabac,故D错误。3.某机器的齿轮系统如图所示,中间的轮叫作太阳轮,它是主动轮。从动轮称为行星轮,主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起,如果太阳轮一周的齿数为n1,行星轮一周的齿数为n2,当太阳轮转动的角速度为时,最外面的大轮转动的角速度为()ABCDA由行星轮、主动轮、最外面的大轮三部分彼此密切啮合在一起可知,齿轮的周长之比等于齿数之比。大轮、太阳轮、行星轮分别用A、B、C表示,所以,则,因为三轮彼此密切啮合在一起,三轮转动的线速度相等,则角速度与半径成反比,即,得到A,A项正确。4.(多选)如图所示,有一皮带传动装置,A、
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