圆周运动ppt课件

1、第第2讲圆周运动及其应用讲圆周运动及其应用考试导向考试导向1.圆周运动的基本概念、竖直面内的圆周运动是高考热点。高考题常以竖直平面轨道的最高点和最低点为背景，结合能量观点与电场、磁场知识并且综合考察牛顿运动定律、抛体规律等方面的知识命题，难度一般较大，且多涉及临界问题。2.本节课重点掌握匀速圆周运动的物理量之间的关系及简单运算。考纲要求考纲要求内容内容常见题型常见题型要求要求匀速圆周运动及角速度、线速度、周期、向心加速度之间关系式选择题选择题匀速圆周运动的向心力选择题选择题计算题计算题 线速度线速度角速度角速度周周 期期频频 率率转转 速速v2rT2rf=2rn=rT1f =2f=2n2T向心

2、加速度向心加速度向心力向心力a=v2r=r2=2T( )2r=(2f)2r =(2n)2r=v4;.定义、意义公式、单位线速度描述圆周运动的物体运动 的物理量(v) 是矢量，方向和半径垂直，和圆周 v 单位：m/s角速度描述物体绕圆心 的物理量() 中学不研究其方向 单位：rad/s周期和转速周期是物体沿圆周运动 的时间：(T)转速是物体单位时间转过的 (n)，也叫做频率(f)T 单位：s n 的 单 位 ： r / s 、r/min，f的单位：Hz向心加速度描述速度 变化 的物理量(a) 方向指向圆心a 单位：m/s2向心力作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的 ，不改变线速度的 方向指向

3、 Fmr2单位：N快慢快慢相切相切转动快慢转动快慢一周一周圈数圈数方向方向快慢快慢大小大小圆心圆心r2方向方向1定义：定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长，就是匀速圆周运动，就是匀速圆周运动2特点：特点：加速度大小加速度大小，方向始终指向，方向始终指向 是变加速是变加速运动运动3条件：条件：合外力大小合外力大小、方向始终与、方向始终与 方向垂直且方向垂直且指向圆心指向圆心解答：不是解答：不是.速度方向时刻变化说明是变速运动。而且在匀变速曲线运动中，速度方向时刻变化说明是变速运动。而且在匀变速曲线运动中，加速度是恒量，不但其大小不变，

4、而且方向也不变加速度是恒量，不但其大小不变，而且方向也不变 相等相等不变不变圆心圆心不变不变速度速度思考：思考： 匀速圆周运动是匀速运动吗？是匀变速曲线运动吗？为什么？匀速圆周运动是匀速运动吗？是匀变速曲线运动吗？为什么？项目项目匀速圆周运动匀速圆周运动非匀速圆周运动非匀速圆周运动运动性运动性质质是速度大小不变，方向时刻变化的变速曲是速度大小不变，方向时刻变化的变速曲线运动，是加速度大小不变而方向时刻变线运动，是加速度大小不变而方向时刻变化的变加速曲线运动化的变加速曲线运动是速度大小和方向都变化的变速曲线运是速度大小和方向都变化的变速曲线运动，是加速度大小和方向都变化的变加动，是加速度大小和方

5、向都变化的变加速曲线运动速曲线运动加加速速度度加速度方向与线速度方向垂直即只存在加速度方向与线速度方向垂直即只存在向心加速度，没有切向加速度向心加速度，没有切向加速度由于速度的大小、方向均变，所以不仅由于速度的大小、方向均变，所以不仅存在向心加速度且存在切向加速度，合存在向心加速度且存在切向加速度，合加速度的方向不断改变加速度的方向不断改变向向心心力力 F合合F向向 匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较1.物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动,下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( )A.运动过程中的线速度大小不变运动过程中的线速度大小不变B.运动过程中的加

6、速度不变运动过程中的加速度不变C.运动过程中的角速度运动过程中的角速度 周期不变周期不变D.运动过程中的动能不变运动过程中的动能不变B当堂训练：当堂训练：2.如右图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是如右图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是()A它们的运动周期都是相同的它们的运动周期都是相同的B它们的速度都是相同的它们的速度都是相同的C它们的线速度大小都是相同的它们的线速度大小都是相同的D它们的角速度是不同的它们的角速度是不同的答案：答案：A当堂训练：当堂训练：3.如图所示的皮带传动装置如图所示的皮带传动装置,主动轮主动轮O1上两轮的半径分别为

7、上两轮的半径分别为3r和和r,从动轮从动轮O2的半径为的半径为2r,A,B,C分分别为轮子边别为轮子边缘上的三点缘上的三点,设皮带不打滑设皮带不打滑,求求:(1)A,B,C三点的角速度之比三点的角速度之比A:B:C=_.(2)A,B,C三点的线速度大小之比三点的线速度大小之比vA:vB:vC=_.(3)A,B,C三点的向心加速度之比三点的向心加速度之比aA:aB:aC=_.2:2:13:1:16:2:1当堂训练：当堂训练：注意：注意：1 1、共轴转动的的物体上各点角速度相同。、共轴转动的的物体上各点角速度相同。2 2、皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小相同。、皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小

8、相同。4.如图如图4-3-1所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪闪30次，风扇转轴次，风扇转轴O上装有上装有3个扇叶，它们互成个扇叶，它们互成120角角.当风扇转当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能为动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能为( ) A.600r/min B.900r/minC.1200r/min D.3000r/min图图4-3-1A、C、D当堂训练：当堂训练：22(123)2(123)gvRhBntnnnnt 由 以 上 两 式 解 得 小 球 的 初 速 度再 根 据 相 遇 的 等 时 性 ， 小 球 与 圆 盘 上

9、点 相 碰 的 条 件 是 ：、 、所 以、 、如图所示，半径为如图所示，半径为R的水平圆盘正以中心的水平圆盘正以中心O为转轴匀速转动，从圆盘中心为转轴匀速转动，从圆盘中心O的正上方的正上方h高处高处水平抛出一小球，此时半径水平抛出一小球，此时半径OB恰与球的初速度方向一致要使小球只与圆盘碰撞一次，恰与球的初速度方向一致要使小球只与圆盘碰撞一次，且正好落在且正好落在B点，则小球的初速度及圆盘的角速度分别为多少？点，则小球的初速度及圆盘的角速度分别为多少？要注意圆周运动的周期性问题要注意圆周运动的周期性问题某同学在雨天撑一把半径为某同学在雨天撑一把半径为R=0.8m的雨伞，的雨伞，雨伞边缘离地面

10、的高度雨伞边缘离地面的高度h=1.8m，伞边缘在水平面内，伞边缘在水平面内，如图所示，当人以如图所示，当人以=2 rad/s转动雨伞时，发现雨滴转动雨伞时，发现雨滴做从伞边沿飞出，最后落到地面，求落到地面的雨滴做从伞边沿飞出，最后落到地面，求落到地面的雨滴构成的圆的半径是多少？雨滴的速度是多大？构成的圆的半径是多少？雨滴的速度是多大？(g取取10m/s2) 拓展拓展1：圆周运动与其他力学知识的综合应用：圆周运动与其他力学知识的综合应用如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R R，顶部有入口，顶部有入口A A，在，在A A的正下方的正下方h h处有出口处有出口B B

11、，一质量为，一质量为m m的小的小球从人口球从人口A A沿圆筒壁切线方向水平射人圆筒内，要使球从沿圆筒壁切线方向水平射人圆筒内，要使球从B B处飞出，小球进入入口处飞出，小球进入入口A A处的速度处的速度v vo o应满足应满足什么条件什么条件? ?拓展拓展2：圆周运动与其他力学知识的综合应用：圆周运动与其他力学知识的综合应用14;.一个半径为一个半径为R 的纸质圆的纸质圆筒筒,绕其中心轴匀速转动绕其中心轴匀速转动,角速度为角速度为,一粒子一粒子弹沿弹沿AO方向打进纸筒方向打进纸筒,如图所示如图所示.从纸筒上的从纸筒上的B点穿出点穿出,若若A、B所对应的圆心角为所对应的圆心角为,则子则子弹的速

12、度为多少弹的速度为多少?2()0,1,22(21)2.(21)ABAOnnvRntvRvn 子弹从 点射入后沿直线做匀速直线运动，同时纸筒以角速度 匀速转动当子弹运动一个直径的位移时，点刚好转到入射时所在的直径上，若纸筒还未转一周，则纸筒转过的角度是，由周期性可知纸筒转过的角度应为，根据两者运动时间相等，设子弹的速度为，则有，故 雨滴离开伞时速度的大小雨滴离开伞时速度的大小v=R=20.8m/s=1.6m/s方向沿切线方向雨滴离开雨伞后做平抛运动，运动时间方向沿切线方向雨滴离开雨伞后做平抛运动，运动时间雨滴落地时的水平位移，如下图雨滴落地时的水平位移，如下图22 1.80.610htssg如图

13、所示，如图所示，A、B、C表示某自行车脚踏传动系统示意图，其半径之比为表示某自行车脚踏传动系统示意图，其半径之比为r1 r2 r3=6 3 2,a点为踏板点为踏板A上的点，上的点，b、c分别是轮分别是轮B、C边缘上的点边缘上的点.求求a、b、c三点的线三点的线速度之比、角速度之比和向心加速度之比速度之比、角速度之比和向心加速度之比.(1)v1 v2 v3=2 1 1(2)w1 w2 w3=2 2 3(3)a1 a2 a3=4 2 3考试导向考试导向1.圆周运动的基本概念、竖直面内的圆周运动是高考热点。高考题常以竖直平面轨道的最高点和最低点为背景，结合能量观点与电场、磁场知识并且综合考察牛顿运动定律、抛体规律等方面的知识命题，难度一般较大，且多涉及临界问题。2.本节课