第2课时 圆周运动

第2课时圆周运动知识梳理考点透析随堂演练微课拓展知识梳理教材导引以题扣点教材导读1.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.答案:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s.转速的单位为转每秒,符号为r/s;或转每分,符号为r/min.二者间的关系为ω=2πn.2.教材必修2图4-2中,当你坐在过山车上经轨道上端时,虽然头朝下,但你会感觉紧紧坐在座位上,为何会有这样的感觉?答案:当过山车经过轨道上端,由于运行速度很大,你需要很大的向心力,而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,就会感觉紧紧坐在座位上.基础提点知识点一描述圆周运动的物理量1.描述圆周运动的物理量见附表2.匀速圆周运动的向心力(1)定义:做圆周运动的物体受到的一个始终指向圆心的

力.(2)作用效果:产生向心加速度,只改变速度的

,不改变速度的

.等效方向大小mrω2

(4)来源:可由一个力提供,也可以由几个力的

提供,还可以由一个力的

提供.合力分力【试练1】

某型石英表中的分针与时针可视为做匀速转动,分针的长度是时针长度的1.5倍,则下列说法中正确的是(

)A.分针的角速度与时针的角速度相等B.分针的角速度是时针角速度的60倍C.分针端点的线速度是时针端点线速度的18倍D.分针端点的向心加速度是时针端点向心加速度的1.5倍C匀速圆周运动知识点二定义线速度

不变的圆周运动运动特点向心力F向大小

,方向变化向心加速度a向大小

,方向变化线速度v大小不变,方向变化角速度ω不变合力F向=F合,合力

不变,方向始终与速度方向

,且指向圆心大小不变不变大小垂直BC解析:由匀速圆周运动的定义知选项B、C正确;位移和平均速度是矢量,其方向不同,故选项A、D错误.离心运动知识点三1.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周

飞出去的倾向.2.受力特点(如图所示)(1)当F=

时,物体做匀速圆周运动;(2)当F=0时,物体沿

飞出;(3)当F<

时,物体逐渐远离圆心,F为实际提供的向心力;(4)当F>mrω2时,物体逐渐向

靠近.切线方向mrω2切线方向mrω2圆心【试练3】

下列关于离心现象的说法正确的是(

)A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动解析: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F=mω2r.若F=0,物体由于惯性而沿切线飞出,若F<mω2r,物体由于惯性而远离圆心,并不是受到离心力作用.所以选项A、B、D均错误,选项C正确.C考点透析突破重难课堂探究考点一圆周运动中的运动学分析1.对公式v=ωr的理解当r一定时,v与ω成正比;当ω一定时,v与r成正比;当v一定时,ω与r成反比.3.常见的两种传动方式及特点(1)皮带及摩擦传动:如图(甲)、(乙)、(丙)所示,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB.(2)同轴传动:如图(丁)所示,两轮转动的角速度大小相等,即ωA=ωB.D思路探究:(1)a轮与b轮边缘的线速度大小关系如何?答案:a轮与b轮边缘的线速度大小相等.(2)a轮与A盘、b轮与B盘的角速度分别有何关系?答案:a轮与A盘的角速度相等,b轮与B盘的角速度相等.方法技巧(1)同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同.(2)皮带传动:不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等.传动装置特点变式训练1-1:如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c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ω稳定旋转时,下列表述正确的是(

)A.a、b和c三点的线速度大小相等B.b、c两点的线速度始终相同C.b、c两点的角速度比a点的大D.b、c两点的加速度比a点的大解析:当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,a、b和c三点的角速度相同,a半径小,线速度要比b、c的小,故选项A、C均错误;b、c两点的线速度大小始终相等,但方向不相同,故选项B错误;由a=ω2r可得b、c两点的加速度比a点的大,选项D正确.D考点二圆周运动中的动力学分析思路探究:(1)小物块受到的摩擦力恰好为零时,哪几个力的合力提供向心力?答案:小物块受到的重力和支持力的合力提供向心力.(2)当转台转动的角速度ω>ω0(或ω<ω0)时,物块相对陶罐有向哪运动的趋势?答案:当ω>ω0(或ω<ω0)时,物块做圆周运动需要的向心力大于(或小于)ω=ω0时的向心力,物块相对陶罐有向上(或向下)运动趋势.(3)若ω=(1±k)ω0.用正交分解法处理小物块的受力时,竖直方向上的合力与水平方向上的合力有什么不同?答案:竖直方向上的合力为零,而水平方向上的合力不为零,提供小物块的向心力.答案:见规范解答物理建模“圆锥摆”运动模型在水平面上做匀速圆周运动的一类问题——“圆锥摆”运动,由重力和弹力(可以是支持力,也可以是绳子的拉力)的合力提供向心力,如图所示.D考点三竖直平面内的圆周运动“轻绳模型”和“轻杆模型”见附表D思路探究:(1)小球能通过环的最高点的临界条件是什么?答案:在最高点圆环对小球的弹力为零,由重力提供向心力.(2)小球能通过最高点,要保证环在竖直方向没有跳起,则球在最高点对环的作用力应满足什么条件?答案:在最高点球对环的作用力N≤2mg(A、B的重力).方法总结竖直面内圆周运动的求解关键AC微课拓展探究动向拓宽视野水平面内圆周运动的临界极值问题探究AC命题探究1.高考命题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:2013年全国新课标理综Ⅱ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,2014年全国新课标理综Ⅰ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.2.解题的关键点(1)向心力的方向水平,竖直方向的合力为零.(2)作几何图形确定圆周运动的圆心和半径.类型拓展C随堂演练即时跟踪精彩一测1.(匀速圆周运动的条件和性质)(多选)关于匀速圆周运动的说法,正确的是(

)A.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速度B.做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度C.做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动D.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心,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