高考物理总复习 第四章 第二单元 第3课 匀速圆周运动的运动学特征课件课件.ppt

第二单元圆周运动第3课匀速圆周运动的运动学特征 第二章研究物体间的相互作用 知能要求与高考展望 1 要求理解匀速圆周运动的线速度 角速度 周期 向心加速度等概念 2 直接考查为选择题 匀速圆周运动的周期性与其他的综合 高考也时有出现 课前自修 1 匀速圆周运动 1 定义 质点做圆周运动 在任意相等的时间内通过的 都相等 叫做匀速圆周运动 2 特点 是速度大小不变而速度方向 的变速曲线运动 2 描述匀速圆周运动的物理量 1 线速度v 定义 质点运动通过的弧长s与所用时间t的比值 时刻变化 弧长 物理意义 描述质点沿圆周运动的 是矢量 方向 质点在圆弧上某点的线速度方向沿圆弧在该点的 方向 大小 v s是t时间内通过的弧长 2 角速度 定义 连结质点和圆心的半径转过的圆心角 与所用时间t的比值 快慢 切线 物理意义 描述质点绕圆心转动的 大小 是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度 3 周期t和频率f 质点沿圆周运动一周所用的 叫周期 符号t 国际单位是秒 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心 叫做频率 也叫转速 符号为f 国际单位是赫兹 所转过的圈数 快慢 时间 4 v t f之间的关系 t v 5 向心加速度 向心加速度是按 命名的 总是指向 方向 在变化 是一个 加速度 当v一定时 a 即a与r成 当 一定时 a 2r 即a与r成 向心加速度的公式 a向 2 f 2 fr r 正比 效果 圆心 时刻 变 反比 2r v 4 2f2r 重难突破 1 描述圆周运动的各个物理量之间的关系描述圆周运动的物理量有线速度 角速度 周期 频率 向心加速度5个物理量 线速度描述质点沿圆周运动的快慢 角速度描述质点绕圆心转动的快慢 周期和频率表示质点做圆周运动的快慢 向心加速度描述线速度方向变化的快慢 其中t f 三个量是密切相关的 任意一个量确定 其他两个量就是确定的 其关系为 当t f 一定时 线速度v还与r有关 r越大 v越大 r越小 v越小 2 物体做匀速圆周运动所需的向心加速度跟半径的关系 有人说成正比 有人说成反比 对这两种说法应如何理解 这要看题意给出的已知条件是什么 在未知转动的线速度v而知转动角速度 的情况下 计算向心加速度a的大小要用a 2r计算 若转动的角速度一定 则向心加速度和圆周运动的半径成正比 在未知转动的角速度 而知转动线速度v的情况下 计算向心加速度a的大小要用a v2 r计算 若转动的线速度一定 则向心加速度和圆周运动的半径成反比 故两种说法都没有矛盾 3 解决匀速圆周运动应注意的问题 1 靠皮带 链条 齿轮传动的 两轮边缘线速度大小相等 两轮边缘上任意一点的角速度和向心加速度的大小都与轮的半径成反比 2 同一轮上 同轴转动的物体上各点的角速度相等 同一轮上任意一点的线速度和向心加速度的大小都与该点转动的半径成正比 3 要注意向心加速度与半径存在两种关系的条件 4 向心加速度确切的决定因素是线速度与角速度 即由这两个速度共同决定 题型探究 题型一 理解匀速圆周运动的运动学特征 例1 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是 a 匀速圆周运动属于匀速运动 故物体所受的合力为零b 匀速圆周运动的速度方向时刻变化 故物体有加速度 c 匀速圆周运动的向心加速度是不变的 故匀速圆周运动是匀变速曲线运动d 匀速圆周运动的向心加速度是变化的 故匀速圆周运动是变加速曲线运动 审题突破 本题考查对匀速圆周运动的运动学特征的理解能力 解析 线速度是矢量 在匀速圆周运动中 线速度大小不变 但方向不断变化 故不是匀速运动 合力不为零 有加速度 由于向心加速度要不断改变方向 故匀速圆周运动是变加速曲线运动 而不是匀变速曲线运动 答案 bd 方法点窍 曲线运动是变速运动 而匀速圆周运动更是变加速运动 对 线速度 和 向心加速度 要有 矢量 意识 否则会错选a c 题型二 探究传动装置中圆周运动物理量的关系 例2 如右图所示是一个玩具陀螺 a b和c是陀螺上的三个点 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 a a b和c三点的线速度大小相等b a b和c三点的角速度相等c a b的角速度比c的大d c的线速度比a b的大 审题突破 本题考查各物理量的关系 一定要抓住不等量与相等量的关系 解析 a b和c均是同一陀螺上的点 它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度 b正确 c错误 三点的运动半径关系ra rb rc 据v r可知 三点的线速度关系va vb vc a d错误 答案 b 方法点窍 探究圆周运动物理量的关系 一定要明确同轴的各点角速度相等 陀螺上半径相等的各点线速度大小相等的原理 再遵循先角速度 再线速度 最后加速度的次序分析 列式判断 加速度采用a v 更直接准确 题型三 匀速圆周运动的实例分析 例3 飞车走壁 是一种传统的杂技艺术 演员骑车在倾角很大的桶面上的水平面内做圆周运动而不掉下来 如图所示 已知桶壁的倾角为 车和人的总质量为m 做圆周运动的半径为r 若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力 下列说法正确的是 审题突破 确定研究对象 确定轨道平面 圆心 半径 受力分析 合力提供向心力 解析 对人和车进行受力分析如图所示 根据直角三角形的边角关系和向心力公式可列方程 fncos mg mgtan m 解得答案 ac 方法点窍 解决圆周运动问题的主要步骤 1 审清题意 确定研究对象 2 分析物体的运动情况 即物体的线速度 角速度 周期 轨道平面 圆心 半径等 3 分析物体的受力情况 画出受力示意图 确定向心力的来源 4 根据牛顿运动定律及向心力公式列方程 随堂训练 1 质点做匀速圆周运动 则 a 在任何相等的时间内 质点的位移都相等b 在任何相等的时间内 质点通过的路程都相等c 在任何相等的时间内 质点运动的平均速度都相等d 在任何相等的时间内 连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 错解 错选a c 没有注意矢量的方向性 答案 bd 2 如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图 a b为缠绕磁带的两个轮子 两轮的半径均为r 现在进