2020年高考物理一轮复习热点题型专题07—圆周运动 (2) 联系客服

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2020年高考物理一轮复习热点题型专题07—圆周运动

题型一 圆周运动的运动学问题 题型二 圆周运动的动力学问题

题型三 竖直面内圆周运动的两类模型问题

模型1 球—绳模型 模型2 球—杆模型

题型四 圆周运动中的两类临界问题

题型一 圆周运动的运动学问题

1.对公式v=ωr的理解 当r一定时,v与ω成正比. 当ω一定时,v与r成正比. 当v一定时,ω与r成反比. v2

2.对an==ω2r的理解

r

在v一定时,an与r成反比;在ω一定时,an与r成正比. 3.常见的传动方式及特点

(1)皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.

(2)摩擦传动和齿轮传动:如图甲、乙所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边

缘线速度大小相等,即vA=vB.

(3)同轴转动:如图甲、乙所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr

知v与r成正比.

【例题1】如图所示,轮O1、O3固定在同一转轴上,轮O1、O2用皮带连接且不打滑.在O1

、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C,已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3=2∶1∶

1,求:

(1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC; (2)A、B、C三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC; (3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC.

题型二 圆周运动的动力学问题

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. 2.运动模型

运动模型 向心力的来源图示 飞机水平转弯 火车转弯 圆锥摆 飞车走壁 汽车在水平路面转弯 水平转台(光滑) 3.分析思路

【例题1】(2019·浙江选考)一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的 径向最大静摩擦力为1.4×104 N,当汽车经过半径为80 m的弯道时,下列判断正确的是

A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B.汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C.汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2

【例题2】(2018·甘肃省兰州一中模拟)在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨.如图所示,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则( )

v2

A.该弯道的半径r=

gtan θ

B.当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变 C.当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压 D.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压

题型三 竖直面内圆周运动的两类模型问题

1.两类模型比较

实例 球—绳模型 如球与绳连接、沿内轨道运动的球等 最高点无支撑 图示 受力特征 重力、弹力,弹力方向向下或等于零 重力、弹力,弹力方向向下、等于零或向上 球—杆模型 如球与轻杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等 最高点有支撑 最高点 力学特征 临界特征 过最高点条件 v2mg+FN=mr FN=0,vmin=gr v≥gr ①恰好过最高点时,v=gr,v2mg=mr,FN=0,绳、轨道对球无弹力 速度和弹力关系讨论分析 ②能过最高点时,v≥gr,FNv2+mg=mr,绳、轨道对球产生弹力FN ③不能过最高点时,v

(1)定模型:首先判断是轻绳模型还是轻杆模型,两种模型物体过最高点的临界条件不同. (2)确定临界点:抓住球—绳模型中球恰好能过最高点时v=gR及球—杆模型中球恰好能过最高点时v=0这两个临界条件.

(3)研究状态:通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况.

①当v=0时,FN=mg,FN为支持力,沿半径背离圆心 v2②当0gr时,FN+mg=mr,FN指向圆心并随v的增大而增大 受力示意图 v2mg±FN=mr 竖直向上的FN=mg,v=0 v≥0