江苏省扬州市高邮中学高考物理一轮复习 第二章 匀速圆周运动（第1课时）匀速圆周运动的规律及基本应用课件（必修2）

1、第第1课时课时 匀速圆周运动的规律及基本应用匀速圆周运动的规律及基本应用1活动一课前预习部分课前预习部分活动一活动一考纲考点考纲考点知识梳理知识梳理基础检测基础检测2活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二一、圆周运动的运动学分析一、圆周运动的运动学分析问题问题1 11 1匀速圆周运动匀速圆周运动(1)(1)特点特点(2)(2)性质性质(3)(3)向心加速度和向心力向心加速度和向心力(4)(4)质点做匀速圆周运动的条件质点做匀速圆周运动的条件2 2传动装置特点传动装置特点同轴转动的物体上的各点角速度相等；皮带传动同轴转动的物体上的各点角速度相等；皮带传动( (或齿轮传动或齿轮传动) )的两轮

2、在的两轮在皮带不打滑皮带不打滑, ,皮带上及两轮边缘各点线速度等大皮带上及两轮边缘各点线速度等大. .3活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二一、圆周运动的运动学分析一、圆周运动的运动学分析问题问题1 1【典型例题【典型例题1】如图所示是两个啮合齿轮如图所示是两个啮合齿轮,小齿轮半径为小齿轮半径为10cm,大齿轮半径为大齿轮半径为20cm,大齿轮大齿轮中中C点离圆心点离圆心O2的距离为的距离为10cm,A、B分别为两个齿轮边缘上的点分别为两个齿轮边缘上的点,则则A、B、C三点的三点的()A. 线速度之比为线速度之比为1 1 1B. 角速度之比为角速度之比为1 1 1C. 向心加速度之比为向

3、心加速度之比为4 2 1D. 转动周期之比为转动周期之比为2 1 14活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二一、圆周运动的运动学分析一、圆周运动的运动学分析问题问题1 1变式：变式：如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为若甲轮的角速度为1，则丙轮的角速度为，则丙轮的角速度为() A B C D 311rr 113rr 213rr 211rr 5活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 21 1

4、向心力的来源向心力的来源 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另外添加一个向心力6活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2图形图形向心力来源向心力来源卫星绕地球做卫星绕地球做匀速圆周运动匀速圆周运动引力引力绳拉球在光滑水平面上做匀绳拉球在光滑水平面上做匀速圆周运动速圆周运动拉力拉力(或弹力或弹力)衣服

5、在筒内壁上做匀速圆周衣服在筒内壁上做匀速圆周运动运动壁对衣服的弹力壁对衣服的弹力物体做圆锥摆运动物体做圆锥摆运动拉力和重拉力和重力的合力力的合力汽车通过拱形桥时汽车通过拱形桥时重力和支持重力和支持力的合力力的合力2 2分析下列各情景中的向心力来源分析下列各情景中的向心力来源7活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2【典型例题典型例题2-1】如图所示，物块如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向沿半径指向圆心，圆心，a与与c垂直，下列说法正确的是垂直，下列说法正确的是()A

6、当转盘匀速转动时，当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为受摩擦力方向为b方向方向B当转盘加速转动时，当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为受摩擦力方向可能为a方向方向C当转盘加速转动时，当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为受摩擦力方向可能为c方向方向D当转盘减速转动时，当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为受摩擦力方向可能为d方向方向8活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2变式：变式：如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球和球B，A、B之间以及之间以及B球与固定点球与固定

7、点O之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动点做匀速圆周运动，如果，如果OB2AB，则绳，则绳OB与绳与绳BA的张力之比为的张力之比为()A2 1 B3 2 C5 3 D5 29活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2圆周运动的基本分析思路圆周运动的基本分析思路（1）明确研究对象）明确研究对象（2）分析运动情况：即做什么性质的圆周运动）分析运动情况：即做什么性质的圆周运动(匀速圆周运动？变速圆周运动？匀速圆周运动？变速圆周运动？)；确定轨道所在的平面和圆心位置，从而

8、确定向心力的方向确定轨道所在的平面和圆心位置，从而确定向心力的方向（3）分析受力情况）分析受力情况(注意不要把向心力作为某一性质的力进行分析注意不要把向心力作为某一性质的力进行分析)，在向心方向求，在向心方向求合外力合外力(即选定向心方向为正方向即选定向心方向为正方向)（4）由牛顿第二定律列方程，根据已知量和要求量选择合适的向心加速度公式）由牛顿第二定律列方程，根据已知量和要求量选择合适的向心加速度公式（5）求解或进行必要的讨论）求解或进行必要的讨论10活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2【典型例题典型例题2-2】(多选多

9、选)如图所示如图所示,质量为质量为m的物体沿着半径为的物体沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑动的半球形金属壳内壁滑动.半球形金属壳竖直固定放置半球形金属壳竖直固定放置,开口向上开口向上,物体滑到最低点时速度大小为物体滑到最低点时速度大小为v.若物体与球壳之间若物体与球壳之间的动摩擦因数为的动摩擦因数为,则物体在最低点时则物体在最低点时,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A. 受到的向心力为受到的向心力为mg+m B. 受到的摩擦力为受到的摩擦力为 C. 受到的摩擦力为受到的摩擦力为 D. 受到的合力方向斜向左上方受到的合力方向斜向左上方2vR2vmgmR2vmgmR【典型例题典型例题2-2

10、】(多选多选)如图所示如图所示,质量为质量为m的物体沿着半径为的物体沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑动的半球形金属壳内壁滑动.半球形金属壳竖直固定放置半球形金属壳竖直固定放置,开口向上开口向上,物体滑到最低点时速度大小为物体滑到最低点时速度大小为v.若物体与球壳之间若物体与球壳之间的动摩擦因数为的动摩擦因数为,则物体在最低点时则物体在最低点时,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A. 受到的向心力为受到的向心力为mg+m B. 受到的摩擦力为受到的摩擦力为 C. 受到的摩擦力为受到的摩擦力为 D. 受到的合力方向斜向左上方受到的合力方向斜向左上方11活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动

11、二圆周运动中的动力学问题分析圆周运动中的动力学问题分析问题问题2 2变式：变式： 2009年年10月月10日，美国空军日，美国空军“雷鸟雷鸟”飞行表演队在泰国首都曼谷进行了精彩飞行表演队在泰国首都曼谷进行了精彩的飞行表演飞行员驾机在竖直平面内做圆环特技飞行，若圆环半径为的飞行表演飞行员驾机在竖直平面内做圆环特技飞行，若圆环半径为1000m，飞，飞行速度为行速度为100m/s，求飞行在最高点和最低点时飞行员对座椅的压力是自身重力的，求飞行在最高点和最低点时飞行员对座椅的压力是自身重力的多少倍多少倍(g10 m/s2) 12活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二对离心运动及水平面内圆周运动的分

12、析对离心运动及水平面内圆周运动的分析问题问题3 31做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以该时刻的线速度沿切做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以该时刻的线速度沿切线方向飞出线方向飞出2当合外力突然减小为某一值时，物体将会在切线与圆周之间做离心当合外力突然减小为某一值时，物体将会在切线与圆周之间做离心运动注意：运动注意：(1) 做离心运动的质点不存在所谓的做离心运动的质点不存在所谓的“离心力离心力”作用，因为没有任何物作用，因为没有任何物体提供这种力体提供这种力(不管是以什么方式命名的力，只要是真实存在的，一定有不管是以什么方式命名的力，只要是真实存在的，一定有施力物体施力物体) (2)

13、离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心，动力学特征是合外力消失离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心，动力学特征是合外力消失或不足以提供所需的向心力或不足以提供所需的向心力(3) 若提供的向心力大于物体所需向心力时，表现为向心的运动趋势若提供的向心力大于物体所需向心力时，表现为向心的运动趋势(离离圆心越来越近圆心越来越近)13活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二对离心运动及水平面内圆周运动的分析对离心运动及水平面内圆周运动的分析问题问题3 3【典型例题典型例题3】(单选单选)如图所示为一游乐场的转盘如图所示为一游乐场的转盘,大盘半径大盘半径R1为小盘半径为小盘半径R2的的两倍两倍,两盘绕各自的中

14、心轴转动两盘绕各自的中心轴转动,且两盘接触处无相对滑动且两盘接触处无相对滑动.在两盘中心连线上有在两盘中心连线上有ABCD四个位置四个位置,O1A= ,O2B= ,C和和D分别位于大盘和小盘的边缘分别位于大盘和小盘的边缘.站在转盘上站在转盘上的游戏者的游戏者,为使自己不被为使自己不被“甩甩”出去出去,在上述四个位置中最安全的是在上述四个位置中最安全的是 ()A. 位置位置A B. 位置位置BC. 位置位置C D. 位置位置D 12R22R14活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二对离心运动及水平面内圆周运动的分析对离心运动及水平面内圆周运动的分析问题问题3 3变式：变式：如图所示，某同学用

15、硬塑料管和一个质量为如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是()A螺丝帽的重力与其受到的最大静摩擦力平衡螺丝帽的重力与其受到的最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到塑料管的