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长沙物理辅导班每日一学高中物理圆周运动考点解析

2018-10-26 15:32 浏览:51作者:admin

从高中开始,各科的学业压力变大,同学们大部分的时间都在应对课堂授课和课下作业这两件事儿上。如何才能在非常有限的课余时间,极大程度上提高学习效果呢?这个时候多时间的把握就非常重要,惟楚競才长沙物理辅导班老师为大家整理了物理每日一学系列文章,对高中物理知识详细解析,希望同学们认真学习,学懂每个知识点。下面是高中物理每日一学圆周运动考点解析。
 
一、描述圆周运动的物理量
 
1.线速度:描述物体圆周运动的快慢,v=ΔtΔs=T2πr.
 
2.角速度:描述物体转动的快慢,ω=ΔtΔθ=T2π.
 
3.周期和频率:描述物体转动的快慢,T=v2πr,T=f1.
 
4.向心加速度:描述线速度方向变化的快慢.
 
an=rω2=rv2=ωv=T24π2r.
 
5.向心力:作用效果产生向心加速度,Fn=man.
 
二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较
 
项目
 
匀速圆周运动
 
非匀速圆周运动
 
定义
 
线速度大小不变的圆周运动
 
线速度大小变化的圆周运动
 
运动特点
 
F向、a向、v均大小不变,方向变化,ω不变
 
F向、a向、v大小、方向均发生变化,ω发生变化
 
向心力
 
F向=F合
 
由F合沿半径方向的分力提供
 
 
 
三、离心运动
 
1.定义:做圆周运动的物体,在合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.
 
2.供需关系与运动
 
 
如图所示,F为实际提供的向心力,则
 
(1)当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动;
 
(2)当F=0时,物体沿切线方向飞出;
 
(3)当F<mω2r时,物体逐渐远离圆心;
 
(4)当F>mω2r时,物体逐渐靠近圆心.
 
 
 
 
 
考点一 水平面内的圆周运动  
 
1.运动实例:圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等.
 
2.重力对向心力没有贡献,向心力一般来自弹力、摩擦力或电磁力.向心力的方向水平,竖直方向的合力为零.
 
3.涉及静摩擦力时,常出现临界和极值问题.
 
4.水平面内的匀速圆周运动的解题方法
 
(1)对研究对象受力分析,确定向心力的来源,涉及临界问题时,确定临界条件;
 
(2)确定圆周运动的圆心和半径;
 
(3)应用相关力学规律列方程求解.
 
考点二 竖直面内的圆周运动  
 
1.物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周运动两种.
 
2.只有重力做功的竖直面内的圆周运动一定是变速圆周运动,遵守机械能守恒.
 
3.竖直面内的圆周运动问题,涉及知识面比较广,既有临界问题,又有能量守恒的问题.
 
4.一般情况下,竖直面内的变速圆周运动问题只涉及最高点和最低点的两种情形.
 
考点三 圆周运动的综合问题   
 
圆周运动常与平抛(类平抛)运动、匀变速直线运动等组合而成为多过程问题,除应用各自的运动规律外,还要结合功能关系进行求解.解答时应从下列两点入手:
 
1.分析转变点:分析哪些物理量突变,哪些物理量不变,特别是转变点前后的速度关系.
 
2.分析每个运动过程的受力情况和运动性质,明确遵守的规律.
 
3.平抛运动与圆周运动的组合题,用平抛运动的规律求解平抛运动问题,用牛顿定律求解圆周运动问题,关键是找到两者的速度关系.若先做圆周运动后做平抛运动,则圆周运动的末速等于平抛运动的水平初速;若物体平抛后进入圆轨道,圆周运动的初速等于平抛末速在圆切线方向的分速度.
 
 
 
竖直平面内圆周运动的“轻杆、轻绳”模型
 
 
 
1.模型特点
 
在竖直平面内做圆周运动的物体,运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道的“过山车”等),称为“轻绳模型”;二是有支撑(如球与杆连接、小球在弯管内运动等),称为“轻杆模型”.
 
2.模型分析
 
绳、杆模型常涉及临界问题,分析如下:
 
 
3.竖直面内圆周运动的求解思路
 
(1)定模型:首先判断是轻绳模型还是轻杆模型,两种模型过最高点的临界条件不同,其原因主要是“绳”不能支持物体,而“杆”既能支持物体,也能拉物体.
 
(2)确定临界点:v临=,对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点,而对轻杆模型来说是FN表现为支持力还是拉力的临界点.
 
(3)定规律:用牛顿第二定律列方程求解.
 
 
 
在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重力加速度为g=10 m/s2,若已知女运动员的体重为35 kg,据此可估算该女运动员(  )
 
A.受到的拉力约为350 N    B.受到的拉力约为350 N
 
C.向心加速度约为10 m/s2    D.向心加速度约为10 m/s2
 
解析:本题考查了匀速圆周运动的动力学分析.以女运动员为研究对象,受力分析如图.
 
 
根据题意有G=mg=350 N;则由图易得女运动员受到的拉力约为350 N,A正确;向心加速度约为10 m/s2,C正确.
 
答案:AC
 
2.
 
 
图4-2-12
 
中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.
 
家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是(  )
 
A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
 
B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
 
C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低
 
D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低
 
解析:由题图可知发生事故时,卡车在做圆周运动,从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动,故选项A正确,选项B错误;如果外侧高,卡车所受重力和支持力提供向心力,则卡车不会做离心运动,也不会发生事故,故选项C正确.
 
答案:AC
 
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以上是惟楚競才长沙物理辅导班老师为大家整理的圆周运动考点解析和练习题,大家一定要理解概念,多做练习题,这样才能牢牢的掌握知识点,如果有不懂的问题可以添加惟楚競才答疑老师微信(280617944),随时为大家解决学习难题。

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