【文档说明】高考物理一轮复习课件第4章曲线运动 万有引力与航天4-3 (含解析).ppt，共(50)页，2.323 MB，由MTyang资料小铺上传

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进入导航第1页第四章曲线运动万有引力与航天进入导航第2页第3讲圆周运动及其应用进入导航第3页进入导航第4页考点1圆周运动中的运动学分析1．描述圆周运动的物理量间的关系进入导航第5页2．常见的三种传动方式及特点传动类型图示结论共轴传动A、B两点转动的周期、角速度相同，线速度与其

半径成正比皮带传动A、B两点的线速度大小相同，角速度与其半径成反比，周期与其半径成正比进入导航第6页传动类型图示结论齿轮传动vA＝vB(线速度)，TATB＝r1r2＝n1n2，ωAωB＝r2r1＝n2n1(n1、n2分别表示两齿轮的齿数)进入导航第7页1．(

2018·江苏卷)(多选)火车以60m/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10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内，火车()A．运动路程为600mB．加速度为零C．角速度约为1rad/sD．转弯半径约为

3.4kmAD进入导航第8页解析：本题考查匀速圆周运动．火车的角速度ω＝θt＝2π×1036010rad/s＝π180rad/s，选项C错误；火车做匀速圆周运动，其受到的合外力等于向心力，加速度不为零，选项B错误；

火车在10s内运动路程s＝vt＝600m，选项A正确；火车转弯半径R＝vω＝60π180m≈3.4km，选项D正确．进入导航第9页2．汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为

后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱盖的过程中()A．A点相对O′点做圆周运动B．A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等C．A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等D．A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等C进入导航第10页解析：在合上后备箱盖的

过程中，O′A的长度是变化的，因此A点相对O′点不是做圆周运动，选项A错误；在合上后备箱盖的过程中，A点与B点都是绕O点做圆周运动，相同的时间绕O点转过的角度相同，即A点与B点相对O点的角速度相等，但是OB大于OA，根据v＝rω，所以B点相对于O点转动的线速度大，故选

项B错误，C正确；根据向心加速度公式a＝rω2可知，B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的向心加速度，故选项D错误．进入导航第11页3．(多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直径约为30cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示，

现玻璃盘以100r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8cm，从动轮的半径约为2cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是()BC进入导航第12页A．P、Q的线速度相同

B．玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反C．P点的线速度大小约为1.6m/sD．摇把的转速约为400r/min进入导航第13页解析：由于线速度的方向沿曲线的切线方向，由图可知，P、Q两点的线速度的方向一定不同，故A错误；若主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动

，所以玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反，故B正确；玻璃盘的直径是30cm，转速是100r/min，所以线速度v＝ωr＝2nπr＝2×10060×π×0.32m/s＝0.5πm/s≈1.6m/s，故C正确；从动

轮边缘的线速度vc＝ω·rc＝2×10060×π×0.02m/s＝115πm/s，由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等，即vz＝vc，所以主动轮的转速nz＝ωz2π＝vzrz2π＝115π2π×0.08r/s＝25r/min，故D

错误．进入导航第14页在分析传动装置的各物理量时，要抓住不等量与等量之间的关系.分析此类问题有两个关键点：一是同一轮轴上的各点角速度相同；二是皮带不打滑时，与皮带接触的各点线速度大小相同.抓住这两点，然后根据描述圆周运动的各物理量之间的关系就不难得出正确的结论.进入导航第15页考

点2圆周运动中的动力学问题1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．进入导航第16页2．向心力的确定(1)

确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．进入导航第17页考向1火车转弯问题(1)v＝grtanθ，车轮与内、外侧轨道无作用力；(2)v>grt

anθ，火车车轮对外侧轨道有作用力；(3)v<grtanθ，火车车轮对内侧轨道有作用力．进入导航第18页1．(多选)在设计水平面内的火车轨道的转弯处时，要设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡(如图所示)，内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶

速度大小．若某转弯处设计为当火车以速率v通过时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零．车轮与铁轨间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是()BC进入导航第19页A．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受各力的合力沿路基向下方向B．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受

重力与铁轨对其支持力的合力提供向心力C．当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力D．当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力进入导航第20页解析：火车转弯时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们

的压力均恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圆心，故A错误，B正确；当速度大于v时，重力和支持力的合力小于所需向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故C正确；当速度小于v时，重力和支持力的合力大于向心力，此时内轨对

车轮轮缘施加压力，故D错误．进入导航第21页2．(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处()A．路面外侧高、内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧

滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小AC进入导航第22页解析：当汽车行驶的速度为vc时，路面对汽车没有摩擦力，路面对汽车

的支持力与汽车重力的合力提供向心力，此时要求路面外侧高、内侧低，选项A正确．当速度稍大于vc时，汽车有向外侧滑动的趋势，因而受到向内侧的摩擦力，当摩擦力小于最大静摩擦力时，车辆不会向外侧滑动，选项C正确．同样，速度稍小于vc时，车辆不会向内侧滑动，选项B错误．vc的大小只与路面的倾斜

程度和转弯半径有关，与路面的粗糙程度无关，D错误．进入导航第23页考向2汽车过桥凹形桥FN－mg＝mv2r桥对车的支持力FN＝mg＋mv2r>mg，汽车处于超重状态进入导航第24页拱形桥mg－FN＝mv2r桥对车的支持力FN＝mg－mv2r<mg，汽车处于失重状态．若v＝gr，则FN＝0，汽

车将脱离桥面做平抛运动进入导航第25页3.一汽车通过拱形桥顶时速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的34，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为()A．15m/sB．20m/sC．25m/sD．30m/sB进入导航第26页解析：当FN＝34G时，因为G－FN＝mv2

r，所以14G＝mv2r；当FN＝0时，G＝mv′2r，所以v′＝2v＝20m/s.选项B正确．进入导航第27页4．一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥．设两圆弧半径相等，汽车通过拱形桥桥顶时，对桥面的压力FN1为车重的一

半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为FN2，则FN1与FN2之比为()A．31B．32C．13D．12C进入导航第28页解析：汽车过圆弧形桥的最高点(或最低点)时，由重力与桥面对汽车的支持力的合力提

供向心力．如图甲所示，汽车过圆弧形拱形桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，即FN1＝FN1′①所以由牛顿第二定律可得mg－FN1′＝mv2R②进入导航第29页同样，如图乙所示，FN2′＝FN2，汽车过圆弧

形凹形桥的最低点时，有FN2′－mg＝mv2R③由题意可知FN1＝12mg④由①②③④式得FN2＝32mg所以FN1FN2＝13.进入导航第30页考向3单摆模型①部分圆周运动②非匀速圆周运动③F合＝F2n＋F2T

，只有在最低点指向圆心④在最低点：v≠0时，FT>G，v＝0时，FT＝G进入导航第31页5．(2019·江西赣州联考)如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点．则小球在竖直平面

内摆动的过程中，以下说法正确的是()A．小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B．在最高点A、B，因小球的速度为零，所以小球受到的合力为零C．小球在最低点C所受的合力，即为向心力D．小球在摆动过程

中绳子的拉力使其速率发生变化C进入导航第32页解析：小球摆动过程中，合力沿绳子方向的分力提供向心力，不是靠外力的合力提供向心力，故A错误．在最高点A和B，小球的速度为零，向心力为零，但是小球所受的合力不为零，故B错误．小球在最低点受重力和拉力，两个力的合力竖直向上，合力等于向心力，故C正确．

小球在摆动的过程中，由于绳子的拉力与速度方向垂直，则拉力不做功，拉力不会使小球速率发生变化，故D错误．进入导航第33页6．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使

两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度C进入导航第3

4页解析：小球从水平位置摆动至最低点，由动能定理得mgL＝12mv2，解得v＝2gL，因LP<LQ，故vP<vQ，选项A错误；因为Ek＝mgL，又mP>mQ，则两小球的动能大小无法比较，选项B错误；对小球在最低点受力分析得F

T－mg＝mv2L，可得FT＝3mg，选项C正确；由a＝v2L＝2g可知，两球的向心加速度相等，选项D错误．进入导航第35页考向4圆锥摆(圆锥筒)模型1．受力特点受两个力，且两个力的合力沿水平方向，物体在水平面内做匀速圆周运动．2．解题方法：①对研究对象进行受力分析，确定向心力

来源．②确定圆心和半径．③应用相关力学规律列方程求解．进入导航第36页7．(2019·福建漳州联考)两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是()B进

入导航第37页解析：小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，则有mgtanθ＝mω2Lsinθ，整理得：Lcosθ＝gω2，则两球处于同一高度，故B正确．进入导航第38页8．(2019·福建厦门质检)(多选)如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下

端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动．细线与竖直方向成60°角(图中P′位置)．两种情况下，金属块Q都静止在桌面

上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是()BD进入导航第39页A．Q受到桌面的静摩擦力大小不变B．小球运动的角速度变大C．细线所受的拉力之比为21D．小球向心力大小之比为31进入导航第40页解析：进入导航第

41页对小球受力分析如图所示，则有T＝mgcosθ，向心力Fn＝mgtanθ＝mω2Lsinθ，得角速度ω＝gLcosθ，当小球做圆周运动的平面升高时，θ增大，cosθ减小，则拉力T增大，角速度ω增大，金属块Q受到的

静摩擦力等于细线的拉力大小，Q受到桌面的支持力等于重力，则后一种情况与原来相比，Q受到桌面的静摩擦力增大，故A错误，B正确．细线与竖直方向成30°角时拉力T＝mgcos30°＝2mg3，细线与竖直方向成60°角时拉力T＝

mgcos60°＝进入导航第42页2mg，所以T2T1＝31，故C错误．细线与竖直方向成30°角时向心力Fn1＝mgtan30°＝33mg，细线与竖直方向成60°角时向心力Fn2＝mgtan60°＝3mg

，所以Fn2Fn1＝31，所以D项正确．进入导航第43页考向5水平转盘模型9．(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g

.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()AC进入导航第44页A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω＝kg2l是b开始滑动的临界角速度D．当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力的大小为kmg进入导航第45页

解析：木块a、b的质量相同，外界对它们做圆周运动提供的最大向心力，即最大静摩擦力Ffm＝kmg相同．它们所需的向心力由F向＝mω2r知Fa<Fb，所以b一定比a先开始滑动，A项正确；a、b一起绕转轴缓慢地

转动时，Ff＝mω2r，r不同，所受的摩擦力不同，B项错误；b开始滑动时有kmg＝mω2·2l，其临界角速度为ωb＝kg2l，选项C正确；当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力大小为Ff＝mω2r＝23kmg，选项D错误．进入导航第46页10．(2019·广东惠州调研)(多选)如图所示，在匀速转动的

水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()AC进入

导航第47页A．此时绳子张力为3μmgB．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内C．此时圆盘的角速度为2μgrD．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动进入导航第48页解析：两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，B的半径比A的半

径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得：T－μmg＝mω2r；T＋μmg＝mω2·2r；解得

：T＝3μmg，ω＝2μgr，故A、C正确，B错误．烧断绳子瞬间A物体所需的向心力为2μmg，此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，D错误．故选AC.进入导航第49页求解圆周运动的动力学问题做好“三分析”一是几何关系的分析，目的是确定圆周

运动的圆心、半径等；二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式；三是受力分析，目的是利用力的合成与分解的知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力．进入导航第50页温示提馨请做：课时作业13PPT文稿（点击进入）