圆周运动 复习PPT课件

1、一、匀速圆周运动,质点沿圆周运动，在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。,第二章 圆周运动复习,二.如何描述匀速圆周运动的快慢？,1.线速度质点通过的圆弧长s跟所用时间t的比值。,2.角速度质点所在的半径转过的角度 跟所用时间t的比值。,a、大小： b、线速度是矢量,方向：沿圆周该点的切线方向 c、单位：米/秒， m/s d、特点：“匀速”是指其大小不变，即匀速率圆周运动,a、定义式:,b、单位：弧度/秒， rad / s,c、角速度是矢量，它的方向在中学不讨论,d、质点做匀速圆周运动的角速度是恒定不变的,3.周期物体作匀速圆周运动一周所用的时间。,5.转速单位时间内转

2、过的圈数。,即：T,单位：秒，s,即：,单位：转/秒，r/s,4.频率1s时间内完成圆周运动的次数。,即：,单位：赫兹，Hz,【例题】物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变？ A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期,ACD,物体做半径为 r 的匀速圆周运动：它运动一周所用的时间叫_, 用T 表示。 它在周期T 内转过的弧长为_, 由此可知它的线速度 与周期和频率关系为 。一个周期T 内转过的角度为_弧度,物体的角速度与周 期和频率关系为 弧度/秒。线速度与角速度的关系： 。,周期,2r,2,常见的传动装置以及特点：,1.皮带传动（齿轮传动、链条传动）,特点： 不打滑的传动轮边缘上(或皮带上)的

3、线速度大小相等。,2.共轴转动-,特点：角速度相等,O,一、向心力,做匀速圆周运动的物体总要受到指向圆心的合力作用,这个力叫做向心力。常记为F向,1、定义:,第二节 向心力,总是沿半径指向圆心,和质点运动方向垂直, 是个变力(方向变).,向心力的作用效果是只改变速度的方向,不改变速度的大小.,2、方向:,3、作用效果:,请分析以下圆周运动的向心力的来源。,（2）并不是多了一个向心力，在匀速圆周运动中是由物体所受力的合力提供。 它可以由重力、弹力、摩擦力等力中的某一个力来充当 ；还可以由某些力的分力提供 。,注：不是“画”向心力，而是“找”向心力,（1）向心力是根据力的效果命名的力,4、向心力的

4、本质:,B,2、,B,【结论】 （1）、 匀速圆周运动所需的向心力的大小为：,式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，是转动的角速度。,式中v是物体圆周运动线速度的大小。,二、向心力的大小,3、,C,三、向心加速度,【说明】 匀速圆周运动的加速度是由向心力产生的，其方向必定指向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向心加速度。 向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。 向心加速度是变量，其方向是不断变化的，所以匀速圆周运动不是匀变速运动。,D,A.甲球运动时,线速度大小保持不变.,B.甲球运动时,角速度大小保持不变.,C.乙球运动时,线速度大小保持不变.,D.乙球运动时,角速度大小

5、保持不变.,a,r,甲,乙,BC,生活中的向心力,分析圆周运动问题的步骤:,1.明确研究对象.,3.对研究对象进行受力分析（画图）.明确向心力的来源.,2.明确圆周运动的轨道平面、圆心位置及轨道半径,以便确定向心力方向.,4.根据矢量的合成法则对研究对象所受力进行处理求合力.,5.根据向心力公式列方程求解.,1、水平面上的圆周运动,（1）汽车在水平路面上转弯,质量为m的汽车的最大静摩擦力为f，为了使 汽车不打滑，问汽车在半径为的圆轨道上 转弯速度不能超过是多少？,解：汽车的与路面的静摩擦力提供其做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,所以汽车的速度不能超过,（2）汽车在倾斜路面上转弯,已知汽车

6、做圆周运动的半径r，路面倾角，若使路面的静摩擦力为，则汽车转弯的速度为多少？,解：mg和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,N,G,F,1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运 动,状态是否相同？,G,FN,F弹,2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨 如何对火车提供水平方向的向心力？,车轮受力：重力、轨对轮的支持力；牵引力、阻力； 外轨对轮缘的弹力,外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力,所以，在转弯处一般轨道都做成倾斜的,当v=v0时：,当vv0时：,当vv0时：,轮缘不受侧向压力,轮缘受到内轨向外的挤压力,轮缘受到外轨向内的挤压力,讨论:,3、火车在转弯时，若内外轨是倾斜的

7、，铁轨 如何对火车提供水平方向的向心力？,（3）圆锥摆,质量为m小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的向心力、角速度和线速度分别是多少？,mg,N,（1）汽车过桥 拱形桥,当,质量为m的汽车驶过一半径为r的圆形拱桥，到达桥顶时的速度为v，求此时汽车对拱桥的压力？,【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,（可见汽车的速度越大对桥的压力越小。,时汽车对桥的压力为零。）,根据牛顿第三定律 得汽车对拱桥的压力为mv2/r,2、竖直面的圆周运动,【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,（可见汽车的速度越大对桥的压力越大）。,凹形

8、桥,质量为m的汽车驶过一半径为r的凹形桥，到达桥底时的速度为v，求此时汽车对桥的压力？,根据牛顿第三定律 得汽车对拱桥的压力为mv2/r,(2)绳子系着小球在竖直面上做圆周运动,（）质量为m=5kg的小球在半径为m的竖直面上做圆 周运动，到达最底点的度为v=20m/s，求此时向心加速 度和绳子的拉力？,（）质量为m的小球在半径为的竖直面上做圆周运动，求 小球能通过最高点的最小速度。,O,(3)杆系着小球在竖直面上做圆周运动,重力、桶底弹力,重力、桶底弹力的合力,有压力,水不到最高点就已流出,(4).杂技节目“水流星”,(4).杂技节目“水流星”,一根绳子系着一个盛水的杯子,演员抡起来，杯子就在

9、竖直面内做圆周运动,到最高点时,杯口朝下,但杯中的水并不流出,为什么?,以杯子中的水为研究对象,在最高点时,沿半径方向水受到重力mg和杯底对水的压力N二力作用(如图).,可以看出,当v减小时,N减小,当v减小到某一值时N=0.此时有:,则有:,mg,N,讨论: 当 时, 杯中水恰不流出;若转速增大到 时 , 水不 会流出,此时杯底对水有压力: 当转速减小到 时 , 杯中水不到最高点就已流出.,即此时只有重力提供向心力.,1.定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动,3.离心现象（或离心运动）是物体做圆周运动时的惯性表现，并不

10、是受到某个力的作用下产生的。,2.离心运动的条件： （1）合外力突然消失 （2）合外力不足以提供做圆周运动物体所需的向心力,即：不存在所谓的离心力,第三节 离心现象及其应用,1、关于离心现象，下列说法正确的是？（ ） A、当物体所受的离心力大于向心力时，就产生离心现象 B、做匀速圆周运动的物体，发生离心现象的条件是物体所受到的合外力突然为零或不足于提供向心力 C、做匀速圆周运动的物体，当它所受到的一切力都突然消失时，它将沿切线做匀速直线运动 D、做匀速圆周运动的物体，当它所受到的一切力都突然消失时，它将沿曲线做离心运动,BC,2、下列哪些措施是为了防止离心现象造成的危害？（ ） A、高速公路上设立确定车距的标志 B、高速公路上将要进入弯道处设立限速标志 C、工厂里磨刀用的砂轮外侧加一个防护罩 D、汽车车轮加一个挡泥板,BCD,3、关于离心现象，下列说法正确的是？