高中物理课件圆周运动

1、栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第三节圆周运动第三节圆周运动栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用转动的快慢转动的快慢线速度方向线速度方向5向心力：向心力：作用效果产生作用效果产生_，Fnman.向心加速度向心加速度栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较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定义定

2、义运动特运动特点点向心力向心力线速度大小不变的线速度大小不变的圆周运动圆周运动线速度大小变化的圆周线速度大小变化的圆周运动运动F向向、a向向、v均大小均大小不变不变,方向变化方向变化, 不变不变F向向、a向向、v大小、方大小、方向均发生变化，向均发生变化，发生发生变化变化F向向F合合由由F合合沿半径方向的分沿半径方向的分力提供力提供栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用三、离心运动三、离心运动1定义：定义：做做_运动的物体，在合力运动的物体，在合力_或者或者_提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐提供圆周运动所需的向心力的情

3、况下，就做逐渐_圆心的运动圆心的运动2原因：原因：做圆周运动的物体，由于本身的做圆周运动的物体，由于本身的_，总有沿着，总有沿着圆周圆周_方向飞出去的倾向方向飞出去的倾向3供需关系与运动供需关系与运动如图所示，如图所示，F为实际提供的向心力，则为实际提供的向心力，则圆周圆周突然消失突然消失不足以不足以远离远离惯性惯性切线切线栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用(1)当当_时，物体做匀速圆周运动；时，物体做匀速圆周运动；(2)当当_时，物体沿切线方向飞出；时，物体沿切线方向飞出；(3)当当_时，物体逐渐远离圆心；时，物体逐渐远离

4、圆心；(4)当当_时，物体逐渐靠近圆心时，物体逐渐靠近圆心Fm2rF0Fm2r栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用11.甲沿着半径为甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为圈，他们的角速度和线速度的大小分别为1、2和和v1、v2，则则()A12，v1v2 B12，v1v2C12，v1v2 D12，v1v2C栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万

5、有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用12.如图所示是一个玩具陀螺，如图所示是一个玩具陀螺，a、b和和c是陀螺表面上的三是陀螺表面上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，稳定旋转时，下列表述正确的是下列表述正确的是()Aa、b和和c三点的线速度大小相等三点的线速度大小相等Bb、c两点的线速度始终相同两点的线速度始终相同Cb、c两点的角速度比两点的角速度比a的大的大Db、c两点的加速度比两点的加速度比a点的大点的大D栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用2(

6、2014福州一中模拟福州一中模拟)如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是是()A车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来保险带，人就会掉下来B人在最高点时对座位不可能产生大小为人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力的压力C人在最低点时对座位的压力等于人在最低点时对座位的压力等于mgD人在最低点时对座位的压力大于人在最低点时对座位的压力大于mgD栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万

7、有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用3.(2013高考新课标全国卷高考新课标全国卷改编改编)公路急转弯处通常是交通事公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的故多发地带如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为速率为vc 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处在该弯道处()A路面外侧低内侧高路面外侧低内侧高 B车速只要低于车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动，车辆便会向内侧滑动 C车速虽然高于车速虽然高于vc，但只要不超出某一最，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑

8、动高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值变小的值变小 C栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用圆周运动中的运动学分析圆周运动中的运动学分析1对公式对公式vr的理解的理解当当r一定时，一定时，v与与成正比成正比当当一定时，一定时，v与与r成正比成正比当当v一定时，一定时，与与r成反比成反比特别提醒：特别提醒：在讨论在讨论v、r之间的关系时之间的关系时,应运用控制变量法应运用控制变量法.栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万

9、有引力定律及其应用 (2014仙游中学模拟仙游中学模拟)如图所示，如图所示，B和和C是一组塔轮，即是一组塔轮，即B和和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RBRC32，A轮的半径大小与轮的半径大小与C轮相同，它与轮相同，它与B轮紧靠在轮紧靠在一起，当一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来轮也随之无滑动地转动起来a、b、c分别为三轮边缘的三个分别为三轮边缘的三个点，则点，则a、b、c三点在运动过程中的三点在运动过程中的()A线速度大小之比为线速度大小之比为322

10、B角速度之比为角速度之比为332C转速之比为转速之比为232D向心加速度大小之比为向心加速度大小之比为9 6 4D栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用思路点拨思路点拨(1)A、B两轮是什么类型的传动？两轮是什么类型的传动？a、b两点哪个两点哪个量相等？量相等？(2)B、C两轮是什么关系？两轮是什么关系？b、c两点的什么量相等？两点的什么量相等？栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用规律总结规律总结高中阶段常见的传动装置的特点：高中阶段常见的传动装置的特点：(1)

11、同轴传动：角速度相等同轴传动：角速度相等(2)齿轮传动、皮带传动和摩擦传动齿轮传动、皮带传动和摩擦传动(不打滑不打滑)：两轮边缘上线：两轮边缘上线速度大小相等速度大小相等栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用1.(2014郑州一中高三质检郑州一中高三质检)如图所示为一皮带传动装置，右如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为半径为4r，小轮的半径为，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距点在小轮上，到小轮中心的距离为离为r，c点

12、和点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在转动过点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在转动过程中，皮带不打滑，则程中，皮带不打滑，则()Aa点与点与b点的线速度大小相等点的线速度大小相等Ba点与点与b点的角速度大小相等点的角速度大小相等Ca点与点与c点的线速度大小相等点的线速度大小相等Da点与点与c点的向心加速度大小相等点的向心加速度大小相等C栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动1水平面内的圆

13、周运动一般为匀速圆周运动，物体所受合力水平面内的圆周运动一般为匀速圆周运动，物体所受合力方向指向圆心，大小不变方向指向圆心，大小不变2重力对向心力没有贡献，向心力一般来自弹力、摩擦力或重力对向心力没有贡献，向心力一般来自弹力、摩擦力或电磁力电磁力3涉及静摩擦力时，常出现临界和极值问题涉及静摩擦力时，常出现临界和极值问题栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用 如图所示，质量如图所示，质量M0.64 kg的物体置于可绕竖直轴匀的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，速转动的平台上，M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为用细绳通过光滑的定滑轮

14、与质量为m0.3 kg的物体相连假定的物体相连假定M与轴与轴O的距离的距离r0.2 m，与平台的，与平台的最大静摩擦力为最大静摩擦力为2 N为使为使m保持静止状态，水平转台做圆周保持静止状态，水平转台做圆周运动的角速度运动的角速度应在什么范围？应在什么范围？(取取g10 m/s2)思路点拨思路点拨M刚好不向外滑动时静摩擦刚好不向外滑动时静摩擦力的方向如何？力的方向如何？M刚好不向刚好不向O点滑动时静点滑动时静摩擦力的方向如何？摩擦力的方向如何？栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用解析解析m保持静止状态时，保持静止状态时，M做圆

15、周运动的半径不变，做圆周运动的半径不变，M的的向心力由绳的拉力和静摩擦力的合力提供，由于静摩擦力的向心力由绳的拉力和静摩擦力的合力提供，由于静摩擦力的大小、方向不定，所以存在临界问题大小、方向不定，所以存在临界问题当当最小时，最小时，M受到的最大静摩擦力的方向与拉力的方向相受到的最大静摩擦力的方向与拉力的方向相反，则有反，则有mgFmaxMr代入数据得代入数据得12.80 rad/s当当增大时，静摩擦力减小，增大时，静摩擦力减小，当当4.84 rad/s时，静摩擦力为零时，静摩擦力为零当当继续增大时，继续增大时，M受到的静摩擦力方向反向，与拉力方向相受到的静摩擦力方向反向，与拉力方向相同，静摩

16、擦力与拉力的合力提供做圆周运动的向心力同，静摩擦力与拉力的合力提供做圆周运动的向心力栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用答案答案2.80 rad/s6.25 rad/s规律总结规律总结范围类问题一般可归结为是求最大值和最小值范围类问题一般可归结为是求最大值和最小值,静摩擦力是被动力，大小在一定范围内变化，这样就决定了静摩擦力是被动力，大小在一定范围内变化，这样就决定了角速度有一定的范围角速度有一定的范围栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用2质量为质量为M的物体

17、，用细线通过光滑水平平板中央的光滑小的物体，用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔，与质量为孔，与质量为m1、m2的物体相连，如图所示，的物体相连，如图所示，M做匀速圆周做匀速圆周运动的半径为运动的半径为r1，线速度为，线速度为v1，角速度为，角速度为1.若将若将m1和和m2之间之间的细线剪断，的细线剪断，M仍做匀速圆周运动，其稳定后的半径为仍做匀速圆周运动，其稳定后的半径为r2，线速度为线速度为v2，角速度为，角速度为2，则下列关系正确的是，则下列关系正确的是()Ar2r1，v2r1，21Cr2r1，v2v1B栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动

18、万有引力定律及其应用竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动1物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周运动两种运动两种2只有重力做功的竖直面内的圆周运动一定是变速圆周运只有重力做功的竖直面内的圆周运动一定是变速圆周运动，遵守机械能守恒动，遵守机械能守恒3竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界问题，又有能量守恒的问题问题，又有能量守恒的问题4一般情况下，竖直面内的圆周运动问题只涉及最高点和最一般情况下，竖直面内的圆周运动问题只涉及最高点和最低点的两种情形低点的两种情形栏目栏目导引

19、导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用 (2014信阳模拟信阳模拟)如图所示，质量为如图所示，质量为m的小球置于正方的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径某同学拿着体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力的匀速圆周运动，已知重力加速度为加速度为g，空气阻力不计，则，空气阻力不计，则()A栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定

20、律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用B栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用圆锥摆模型的应用圆锥摆模型的应用1模型特征模型特征在重力和弹力在重力和弹力(可以是支持力，也可以是绳子的拉力可以是支持力，也可以

21、是绳子的拉力)的合力的合力提供向心力的情况下，物体在水平面内做匀速圆周运动，这提供向心力的情况下，物体在水平面内做匀速圆周运动，这一类问题属于圆锥摆模型一类问题属于圆锥摆模型栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导

22、引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用答案答案A题后悟道题后悟道比较两个圆周运动的各物理量之间关系时，实比较两个圆周运动的各物理量之间关系时，实际上就是找出两个圆周运动之间存在的隐含的相同因素，然际上就是找出两个圆周运动之间存在的隐含的相同因素，然后用控制变量法即可判断各物理量的关系而上述两类特殊后用控制变量法即可判断各物理量的关系而上述两类特殊规律正是反映了不同圆周运动之间的相同因素，是分析圆周规律正是反映了不同圆周运动之间的相同因素，是分析圆周运动问题经常遇到的类型，希望同学们能够掌握运动问题经常遇到的类型，希望同学们能够掌握栏目栏目

23、导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用4如图所示，如图所示，“旋转秋千旋转秋千”中的两个座椅中的两个座椅A、B质量相等，通质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是是()AA的速度比的速度比B的大的大BA与与B的向心加速度大小相等的向心加速度大小相等C悬挂悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂的缆绳所受

24、的拉力比悬挂B的小的小D栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用竖直平面内圆周运动的竖直平面内圆周运动的“轻杆、轻绳轻杆、轻绳”模型模型1模型概述模型概述在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时的受在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类一是无支撑力情况可分为两类一是无支撑(如球与绳连接，沿内轨道的如球与绳连接，沿内轨道的“过山车过山车”等等)，称为，称为“轻绳模型轻绳模型”；二是有支撑；二是

25、有支撑(如球与杆如球与杆连接，小球在弯管内运动等连接，小球在弯管内运动等)，称为，称为“轻杆模型轻杆模型”2模型特点模型特点该类问题常有临界问题，并伴有该类问题常有临界问题，并伴有“最大最大”“”“最小最小”“”“刚好刚好”等词语，现对两种模型分析比较如下：等词语，现对两种模型分析比较如下：栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型常见类常见类型型过最高过最高点的临点的临界条件界条件由小球能运动即可由小球能运动即可,得得v临临0栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动

26、与圆周运动万有引力定律及其应用轻绳模型轻绳模型轻杆模型轻杆模型讨讨论论分分析析栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用答案答案D栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用(3)研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动

27、只涉及最高点和最低点的运动情况点和最低点的运动情况(4)受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，据牛顿第二定律列出方程，F合合F向向(5)过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程状态联系起来列方程栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用5.(2014杭州四中统测杭州四中统测)有一长度为有一长度为L0.50 m的轻质细杆的轻质细杆OA,A端有一质量为端有一质量为m3.0 k

28、g的小球，如图所示，小球以的小球，如图所示，小球以O点为圆点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是2.0 m/s，g取取10 m/s2，则此时细杆，则此时细杆OA受到受到()A6.0 N的拉力的拉力B6.0 N的压力的压力C24 N的拉力的拉力 D24 N的压力的压力B栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用平抛运动与圆周运动的组合问题平抛运动与圆周运动的组合问题栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用栏目栏目导引导引第五章抛体运动与圆周运动万有引力定律及其应用第五章抛体运动