《圆周运动及其应用》PPT课件.ppt

1线速度(1)大小：单位：(2)方向：沿着圆弧的方向(3)物理意义：描述质点沿圆周的快慢2角速度(1)大小：单位：rad/s(2)物理意义：描述质点绕圆心的快慢,2rf,m/s,切线,运动,2f,转动,3线速度和角速度的关系：v4向心加速度(1)大小：(2)方向：总是指向圆心，与线速度方向垂直(3)物理意义：描述线速度的改变的快慢,r,方向,深化拓展圆周运动的性质：质点做匀速圆周运动，线速度大小不变，而方向时刻变化，是变速运动，加速度大小不变，方向总是指向圆心(变化)，是变加速曲线运动,针对训练如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动时向心加速度a随半径r变化的图线，由图可知()AA物体的线速度大小不变BA物体的角速度不变CB物体的线速度大小不变DB物体的角速度与半径成正比,解析：对于物体A有，与相比较，则vA大小不变，所以A物体的线速度大小不变对于物体B有aBr，与a2r相比较，则B不变，故选项A正确答案：A,1向心力(2)作用效果：产生向心加速度，不断改变物体的速度方向，维持物体的圆周运动(3)产生：向心力是根据效果命名的力它可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供它实际上是物体沿半径方向受到的合外力,2圆周运动的向心力特点(1)匀速圆周运动：合外力就等于向心力，产生向心加速度，改变速度的方向，F合F向ma向(2)变速圆周运动：合外力并不指向圆心沿半径方向(或沿法线方向)的合外力等于向心力，产生向心加速度，改变速度的方向，F法F向ma向沿切线方向的合外力产生切向加速度，改变速度的大小F切ma切,(3)当物体沿半径方向的合外力时(即F供h，小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示要使小球不离开水平面，转轴转速的最大值是(),解析：以小球为研究对象，小球受三个力作用，如图所示，重力G、水平面支持力FN、绳子拉力F，在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为mv2/R，而Rhtan.,FcosFNmgFsinmv2/Rm2Rm42n2Rm42n2htan即Fcosm42n2h当小球即将离开水平面时FN0，转速n有最大值FNmgFcosmgm42n2h0答案：A总结提升：本题往往不理解其临界状态而错解，对这类问题一般都是可先假设某量达到最大、最小的临界情况，即找到临界条件从而建立方程求解.,规律方法1竖直面内圆周运动的问题分析对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”，“最小”，“刚好”等词语，常分析两种模型轻绳模型和轻杆模型，分析比较如下：,【特别提醒】圆周运动的考查，经常是结合牛顿第二定律、机械能守恒及做圆周运动的临界条件,【例3】如图所示，质量为0.1kg的木桶内盛水0.4kg，用50cm的绳子系着木桶，使它在竖直面内做圆周运动如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s，求木桶在最高点和最低点对绳的拉力和水对木桶的压力(g取10m/s2),解析(1)在最高点时，以木桶和水为研究对象，木桶和水的质量为：m10.1kg0.4kg0.5kg，水的质量为m20.4kg，则木桶和水受重力mg和绳的拉力FT1作用，有：把数据代入上式，可得：FT176N，则木桶对绳的拉力大小为76N，方向向上水在最高点受重力m2g和木桶对水的支持力FN1的作用，有：,把数据代入上式，可得：FN160.8N，则水对木桶的压力大小为60.8N，方向向上(2)在最低点时，木桶和水受绳向上的拉力FT2和向下的重力m1g作用，有把数据代入上式，可得：FT2105N，则木桶对绳的拉力大小为105N，方向向下水在最低点受木桶向上的支持力FN2和向下的重力m2g作用，有：,把数据代入上式，可得：FN284N，则水对木桶的压力大小为84N，方向向下总结提升求木桶对绳的拉力，必须要以水和木桶整体为研究对象，而求水对木桶的压力，必须以水为研究对象另外，求出拉力和压力后，还必须根据牛顿第三定律说明力的方向,一辆质量m2.0t的小轿车，驶过半径R90m的一段圆弧形桥面，求：(重力加速度g10m/s2)(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？,解析：(1)汽车通过凹形桥面最低点时，在竖直方向受的支持力FN1与重力Gmg的合力(方向向上)提供向心力，即解得桥面的支持力大小为FN12.89104N，根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.89104N.,(2)汽车通过凸形桥面最高点时，在竖直方向受的支持力FN2与重力Gmg的合力(方向向下)提供向心力，即解得桥面的支持力大小为FN21.78104N，根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78104N.(3)设汽车速度为vm时，通过凸形桥