第2课时 圆周运动

1、第第2 2课时圆周运动课时圆周运动 知识梳理知识梳理 考点透析考点透析 随堂演练随堂演练 微课拓展微课拓展 知识梳理知识梳理 教材导引教材导引 以题扣点以题扣点 教材导读教材导读 1.1.阅读教材阅读教材, ,说明角速度单位与转速单位的不同之处及二者之间的关系说明角速度单位与转速单位的不同之处及二者之间的关系. . 答案答案: :在国际单位制中在国际单位制中, ,角速度的单位是弧度每秒角速度的单位是弧度每秒, ,符号是符号是rad/s.rad/s.转速的单位转速的单位 为转每秒为转每秒, ,符号为符号为r/s;r/s;或转每分或转每分, ,符号为符号为r/min.r/min.二者间的关系为二者

2、间的关系为=2n.=2n. 2.2.教材必修教材必修2 2图图4-24-2中中, ,当你坐在过山车上经轨道上端时当你坐在过山车上经轨道上端时, ,虽然头朝下虽然头朝下, ,但你会但你会 感觉紧紧坐在座位上感觉紧紧坐在座位上, ,为何会有这样的感觉为何会有这样的感觉? ? 答案答案: :当过山车经过轨道上端当过山车经过轨道上端, ,由于运行速度很大由于运行速度很大, ,你需要很大的向心力你需要很大的向心力, ,而而 你的重力不能满足需要而有向轨道外侧运动的趋势你的重力不能满足需要而有向轨道外侧运动的趋势, ,结果座位对你产生压力结果座位对你产生压力, , 就会感觉紧紧坐在座位上就会感觉紧紧坐在座

3、位上. . 基础提点基础提点 知识点一知识点一 描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量 1.1.描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量 见附表见附表 2.2.匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力 (1)(1)定义定义: :做圆周运动的物体受到的一个始终指向圆心的做圆周运动的物体受到的一个始终指向圆心的 力力. . (2)(2)作用效果作用效果: :产生向心加速度产生向心加速度, ,只改变速度的只改变速度的 , ,不改变速度的不改变速度的 . . 等效等效 方向方向大小大小 mrmr2 2 (4)(4)来源来源: :可由一个力提供可由一个力提供, ,也可以由几个力的也可以由几个力的 提供

4、提供, ,还可以由还可以由 一个力的一个力的 提供提供. . 合力合力 分力分力 【试练【试练1 1】 某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动, ,分针的分针的 长度是时针长度的长度是时针长度的1.51.5倍倍, ,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是( ( ) ) A.A.分针的角速度与时针的角速度相等分针的角速度与时针的角速度相等 B.B.分针的角速度是时针角速度的分针的角速度是时针角速度的6060倍倍 C.C.分针端点的线速度是时针端点线速度的分针端点的线速度是时针端点线速度的1818倍倍 D.D.分针端点的向心加速度是时针端点向心加速度的分

5、针端点的向心加速度是时针端点向心加速度的 1.51.5倍倍 C C 匀速圆周运动匀速圆周运动知识点二知识点二 定义定义线速度线速度 不变的圆周运动不变的圆周运动 运动运动 特点特点 向心力向心力F F向 向 大小大小 , ,方向变化方向变化 向心加速度向心加速度a a向 向 大小大小 , ,方向变化方向变化 线速度线速度v v大小不变大小不变, ,方向变化方向变化 角速度角速度不变不变 合力合力 F F向 向=F =F合 合, ,合力 合力 不变不变, ,方向始终与方向始终与 速度方向速度方向 , ,且指向圆心且指向圆心 大小大小 不变不变 不变不变 大小大小 垂直垂直 BC BC 解析解析:

6、 :由匀速圆周运动的定义知选项由匀速圆周运动的定义知选项B B、C C正确正确; ;位移和平均速度是矢量位移和平均速度是矢量, , 其方向不同其方向不同, ,故选项故选项A A、D D错误错误. . 离心运动离心运动知识点三知识点三 1.1.本质本质: :做圆周运动的物体做圆周运动的物体, ,由于本身的惯性由于本身的惯性, ,总有沿着圆周总有沿着圆周 飞飞 出去的倾向出去的倾向. . 2.2.受力特点受力特点( (如图所示如图所示) ) (1)(1)当当F=F= 时时, ,物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动; ; (2)(2)当当F=0F=0时时, ,物体沿物体沿 飞出飞出; ; (3)(3

7、)当当FFmrFmr2 2时时, ,物体逐渐向物体逐渐向 靠近靠近. . 切线方向切线方向 mrmr2 2 切线方向切线方向 mrmr2 2 圆心圆心 【试练【试练3 3】 下列关于离心现象的说法正确的是下列关于离心现象的说法正确的是( ( ) ) A.A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B.B.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,当它所受的一切力都消失时当它所受的一切力都消失时, ,它将做背离圆它将做背离圆 心的圆周运动心的圆周运动 C.C.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,当它所受的一切力都突然消失时当它所受的一切

8、力都突然消失时, ,它将沿切它将沿切 线做直线运动线做直线运动 D.D.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,当它所受的一切力都突然消失时当它所受的一切力都突然消失时, ,它将做曲它将做曲 线运动线运动 解析解析: :物体做匀速圆周运动时物体做匀速圆周运动时, ,合外力必须满足物体所需要的向心力合外力必须满足物体所需要的向心力 F=mF=m2 2r.r.若若F=0,F=0,物体由于惯性而沿切线飞出物体由于惯性而沿切线飞出, ,若若FmF0 0( (或或0 0( (或或0 0) )时时, ,物块做圆周运动需要的向心力大于物块做圆周运动需要的向心力大于( (或或 小于小于)=)=0 0时的

9、向心力时的向心力, ,物块相对陶罐有向上物块相对陶罐有向上( (或向下或向下) )运动趋势运动趋势. . (3)(3)若若=(1=(1k)k)0 0. .用正交分解法处理小物块的受力时用正交分解法处理小物块的受力时, ,竖直方向上竖直方向上 的合力与水平方向上的合力有什么不同的合力与水平方向上的合力有什么不同? ? 答案答案: :竖直方向上的合力为零竖直方向上的合力为零, ,而水平方向上的合力不为零而水平方向上的合力不为零, ,提供小物提供小物 块的向心力块的向心力. . 答案答案: :见规范解答见规范解答 物理建模物理建模 “圆锥摆圆锥摆”运动模型运动模型 在水平面上做匀速圆周运动的一类问题

10、在水平面上做匀速圆周运动的一类问题“圆锥摆圆锥摆”运动运动, ,由重力和由重力和 弹力弹力( (可以是支持力可以是支持力, ,也可以是绳子的拉力也可以是绳子的拉力) )的合力提供向心力的合力提供向心力, ,如图所如图所 示示. . D D 考点三考点三竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动 “轻绳模型轻绳模型”和和“轻杆模型轻杆模型” 见附表见附表 D D 思路探究思路探究: : (1) (1)小球能通过环的最高点的临界条件是什么小球能通过环的最高点的临界条件是什么? ? 答案答案: :在最高点圆环对小球的弹力为零在最高点圆环对小球的弹力为零, ,由重力提供向心力由重力提供向心力. . (2

11、)(2)小球能通过最高点小球能通过最高点, ,要保证环在竖直方向没有跳起要保证环在竖直方向没有跳起, ,则球在最高则球在最高 点对环的作用力应满足什么条件点对环的作用力应满足什么条件? ? 答案答案: :在最高点球对环的作用力在最高点球对环的作用力N2mg(AN2mg(A、B B的重力的重力).). 方法总结方法总结竖直面内圆周运动的求解关键竖直面内圆周运动的求解关键 AC AC 微课拓展微课拓展 探究动向探究动向 拓宽视野拓宽视野 水平面内圆周运动的临界极值问题探究水平面内圆周运动的临界极值问题探究 AC AC 命题探究命题探究 1.1.高考命题新动向高考命题新动向 水平面内圆周运动的临界极

12、值问题是近年来高考命题的新动向水平面内圆周运动的临界极值问题是近年来高考命题的新动向, , 例如例如:2013:2013年全国新课标理综年全国新课标理综中创设了汽车急转弯恰好没有向中创设了汽车急转弯恰好没有向 公路内外两侧滑动的趋势的情景公路内外两侧滑动的趋势的情景,2014,2014年全国新课标理综年全国新课标理综中有中有 求解水平圆盘上小木块开始滑动的临界角速度的问题求解水平圆盘上小木块开始滑动的临界角速度的问题. . 2.2.解题的关键点解题的关键点 (1)(1)向心力的方向水平向心力的方向水平, ,竖直方向的合力为零竖直方向的合力为零. . (2)(2)作几何图形确定圆周运动的圆心和半

13、径作几何图形确定圆周运动的圆心和半径. . 类型拓展类型拓展 C C 随堂演练随堂演练 即时跟踪即时跟踪 精彩一测精彩一测 1.(1.(匀速圆周运动的条件和性质匀速圆周运动的条件和性质)()(多选多选) )关于匀速圆周运动的说法关于匀速圆周运动的说法, ,正确的正确的 是是( ( ) ) A.A.匀速圆周运动的速度大小保持不变匀速圆周运动的速度大小保持不变, ,所以做匀速圆周运动的物体没有加所以做匀速圆周运动的物体没有加 速度速度 B.B.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,虽然速度大小不变虽然速度大小不变, ,但方向时刻都在改变但方向时刻都在改变, ,所以所以 必有加速度必有加速度 C.C.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,加速度的大小保持不变加速度的大小保持不变, ,所以是匀变速曲线运动所以是匀变速曲线运动 D.D.匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变, ,但加速度的方向始终指向圆但加速度的方向始终指向圆 心心, ,加速度的方向时刻在改变加速度的方向时刻在改变, ,所以匀速圆周运动是变速曲线运动所以匀速圆周运动是变速曲线运动 BDBD 即时巩固即时巩固 解析解析: :速度和加速度都是矢量速度和加速度都是矢量, ,做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体, ,虽然速度大虽然速度大 小不变小不变, ,但方向时