第4章 第3讲 圆周运动的规律及其应用课件

1、第3讲圆周运动的规律及其应用,1匀速圆周运动 (1)定义：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 (2)特点：加速度大小_，方向始终指向_，是变加速运动 (3)条件：合外力大小_、方向始终与_方向垂直且指向圆心,匀速圆周运动、角速度、线速度、向心 加速度(考纲要求 ),相等,不变,圆心,不变,速度,2描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：,快慢,转动快慢,一周,r2,圈数,方向,快慢,判断正误，正确的划“”，错误的划“” (1)匀速圆周运动是速度不变的曲线运动() (2)做匀速圆周运动的

2、物体向心加速度与半径成反比() (3)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比() (4)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度() 答案(1)(2)(3)(4),匀速圆周运动的向心力(考纲要求 ),方向,大小,m2r,圆心,合力,分力,1.定义：做_的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动_的情况下，就做逐渐远离圆心的运动 2本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着_飞出去的趋势,离心现象(考纲要求 ),圆周运动,所需向心力,圆周切线方向,3受力特点 当F_时，物体做匀速圆周运动； 当F0时，物体沿_飞出； 当F_时，物体逐渐远离圆心，F为实际

3、提供的向心力，如图431所示,图431,mr2,切线方向,mr2,判断正误，正确的划“”，错误的划“” (1)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用() (2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动() (3)摩托车转弯时，如果超过一定速度，摩托车将发生滑动，这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用() 答案(1)(2)(3),1(多选)下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是() A线速度不变B角速度不变 C加速度为零D周期不变 解析匀速圆周运动的角速度是不变的，线速度的大小不变，但方向时刻变化，故匀速圆周运动的线速度是改变的，因而加速度不为零

4、 答案BD,基础自测,2(多选)质点做匀速圆周运动，则() A在任何相等的时间里，质点的位移都相同 B在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等 C在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 D在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同 解析由匀速圆周运动的定义知B、C正确；位移和平均速度是矢量，其方向不同，故A、D错 答案BC,3(单选)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突然消失后，物体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后，物体将沿切线做直线运动 D

5、做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动,解析物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要向心力不足，物体就做离心运动，故A选项错；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力突然消失后，物体做匀速直线运动，故B、D选项错，C选项对 答案C,4(单选)汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长，某国产轿车的车轮半径约为30 cm，当该型号轿车在高速公路上行驶时，驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车车轮的转速约为() A1 000 r/sB1 000 r/min C1 00

6、0 r/hD2 000 r/s 解析车速v120 km/h2 km/min，由v2nr可得n1 000 r/min. 答案B,5(单选)甲、乙两质点均做匀速圆周运动，甲的质量与运动半径分别是乙的一半，当甲转动80转时，乙正好转过60转，则甲与乙所受的向心力大小之比为() A14B41 C49D94 解析由题意知m甲m乙12，r甲r乙12，甲乙43，则由Fnm2r知：Fn甲Fn乙49. 答案C,1圆周运动各物理量间的关系,热点一描述圆周运动的各物理量间的关系,【典例1】 如图432所示为皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径是2r，b点在小轮

7、上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则() Aa点和b点的线速度大小相等 Ba点和b点的角速度大小相等 Ca点和c点的线速度大小相等 Da点和d点的向心加速度大小相等,图432,答案CD,【跟踪短训】 1(2013桂林模拟)如图435所示，B和C是一组塔轮，即B和C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C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A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a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的(),图435,A线速度大小之比为322

8、 B角速度之比为332 C转速之比为232 D向心加速度大小之比为964 答案D,1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 2向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力,热点二匀速圆周运动中的动力学问题,【典例2】(2013重庆卷，8)如图436所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的

9、小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60，重力加速度大小为g.,(1)若0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0； (2)若(1k)0，且0k1，求小物块受到的摩擦力大小和方向,图436,图甲,(2)当(1k)0，且0k1时，所需要的向心力大于0时的向心力，故摩擦力方向沿罐壁的切线方向向下建立如图乙所示坐标系,图乙,当(1k)0时，摩擦力的方向沿罐壁的切线方向向上建立如图丙所示的坐标 在水平方向上：,图丙,反思总结圆周运动问题的解题步骤：,【跟踪短训】 2铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差

10、h的设计不仅与r有关还与火车在弯道上的行驶速度v有关下列说法正确的是() A速率v一定时，r越小，要求h越大 B速率v一定时，r越大，要求h越大 C半径r一定时，v越小，要求h越大 D半径r一定时，v越大，要求h越大,答案AD,1模型条件 (1)物体在竖直平面内做变速圆周运动 (2)“轻绳模型”在轨道最高点无支撑，“轻杆模型”在轨道最高点有支撑 2模型特点 该类问题常有临界问题，并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语，现对两种模型分析比较如下：,物理建模6.竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”模型,【典例】 如图437所示，2012年8月7日伦敦奥运会体操男子单杠决赛，荷兰选手宗德兰德荣获冠军若他

11、的质量为60 kg，做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动此过程中，运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力，g10 m/s2)() A600 NB2 400 N C3 000 ND3 600 N,图437,审题指导,答案C,图438,答案A,附：对应高考题组 1(2012广东卷，17)如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有() AN小于滑块重力 BN大于滑块重力 CN越大表明h越大 DN越大表明h越小,答案BC,2(2011安徽卷，17)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图甲所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径现将一物体沿与水平面成角的方向以速度v0抛出，如图乙所示则在其轨迹最高点P处的曲率半径是(),答案C,3(2012福建卷，20)如图所示，置于圆形水