圓周運動及其應用PPT課件

1、2.描述勻速圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度等，如表所示：定義、意義定義、意義公式、單位公式、單位線線速速度度 描述做圓周運動的物體運動描述做圓周運動的物體運動_的物理量（的物理量（v v）是矢量，方向和半徑垂直，是矢量，方向和半徑垂直，和圓周和圓周_單位：單位：_ _ 角角速速度度 描述物體繞圓心描述物體繞圓心_的物理（的物理（）中學不研究其方向中學不研究其方向 單位：單位：_ _ 2 rTt快慢m/s相切轉(zhuǎn)動快慢rad/s2Tsvt第1頁/共55頁周期和頻率周期和頻率周期是物體沿圓周運周期是物體沿圓周運動動_的時間（的時間（T T）頻率

2、是物體在單位時頻率是物體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的間內(nèi)轉(zhuǎn)過的_T= = T= = ，單位：單位：_ , ,單位：單位：Hz Hz 向心加速度向心加速度描述速度描述速度_變化變化快慢的物理量（快慢的物理量（a a）方向指向方向指向_a= =_;a= =_;單位：單位：_相互關系相互關系v=r= =_v=r= =_a= =ra= =r2=v= =_=v= =_2 rv21fT2vr2 rT2vr224rT一周圈數(shù)s方向圓心2rm/s22rf42f2r第2頁/共55頁知識點 2 勻速圓周運動的向心力 1.作用效果產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的_，不改變線速度的_。2.大小F= =mr2= =mv=m42f2

3、r。3.方向始終沿半徑方向指向_。4.來源向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的_提供，還可以由一個力的_提供。 方向2vmr224rmT圓心合力分力大小第3頁/共55頁知識點 3 離心現(xiàn)象 1.離心運動（1）定義：做_的物體，在受到的合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需要的_的情況下，所做的逐漸遠離圓心的運動。（2）本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的_，總有沿著圓周_飛出去的傾向。圓周運動向心力慣性切線方向第4頁/共55頁（3）受力特點。當F=m2r時，物體做_運動；當F=0時，物體沿_方向飛出;當Fm2r,物體將逐漸_圓心，做近心運動。勻速圓周切線遠離靠近第5頁/共55頁【思考辨析】

4、（1）勻速圓周運動是勻加速曲線運動。( )（2）做勻速圓周運動的物體所受合外力大小、方向都保持不變。( )（3）做勻速圓周運動的物體向心加速度與半徑成反比。( )（4）做勻速圓周運動的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比。( )（5）隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物塊受重力、支持力和向心力的作用。( )第6頁/共55頁（6）勻速圓周運動物體的向心力是產(chǎn)生向心加速度的原因。 ( )（7）做圓周運動的物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動。 ( )（8）摩托車轉(zhuǎn)彎時，如果超過一定速度，摩托車將發(fā)生滑動，這是因為摩托車受到沿半徑方向向外的離心力作用。( )第7頁/共55頁分析:勻速圓周運動的加速度為向心

5、加速度，方向始終指向圓心，加速度方向不斷發(fā)生變化，故勻速圓周運動是變加速曲線運動，（1）錯；做勻速圓周運動的物體所受合外力大小不變，方向始終指向圓心，時刻改變，（2）錯；做勻速圓周運動的物體，由 知，只有在v 一定時， a與r成反比，如果v不一定，則a與r不成反比，（3）錯；做勻速圓周運動的物體，由=2n可知，角速度與轉(zhuǎn)速成正比，（4）對；隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物塊的向心力是物塊所受的合外力，物塊實際受到重力、支持力和摩擦力的作用，并沒有受到向心力的作2var第8頁/共55頁用，（5）錯；由牛頓第二定律可知，合外力是產(chǎn)生加速度的原因，做勻速圓周運動物體的向心力是物體所受的合外力，產(chǎn)生向心加速度，

6、（6）對；物體所受合外力突然消失，由于慣性，物體將保持原來的運動狀態(tài)不變，故物體將沿圓周切線方向做勻速直線運動，（7）對；摩托車只受到重力、支持力和摩擦力作用，并沒有受到離心力的作用，摩托車發(fā)生滑動是因為摩托車所受的合外力小于需要的向心力，即向心力不足，摩托車做離心運動，（8）錯。 第9頁/共55頁考點 1 水平面內(nèi)的勻速圓周運動【考點解讀】1.勻速圓周運動的受力特點物體所受合外力大小不變，方向總是指向圓心。2.解答勻速圓周運動問題的方法（1）選擇做勻速圓周運動的物體作為研究對象。（2）分析物體受力情況，其合外力提供向心力。（3）由F= 或F=m2r或 列方程求解。2vmr224rFmT深化理

7、解 第10頁/共55頁【典例透析1】(2013重慶高考)如圖所示,半徑為R的半球形陶罐,固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上,轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過一段時間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止,它和O點的連線與OO之間的夾角為60。重力加速度大小為g。(1)若=0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求0;(2)若=(1k)0,且0k3.5 rad/s時，b中才有張力。答案： 3.5 rad/sgtan10tan37 rad /s3.5 rad /sr0.6第42頁/共55頁1.關于做勻速圓周運動物體的向心加速度方向，下列說

8、法正確的是( )A.與線速度方向始終相同B.與線速度方向始終相反C.始終指向圓心D.始終保持不變 【解析】選C。向心加速度的方向始終指向圓心，做勻速圓周運動物體的向心加速度大小始終不變，方向在不斷變化，選項C正確。第43頁/共55頁2.如圖，在驗證向心力公式的實驗中，質(zhì)量相同的鋼球放在A盤的邊緣，鋼球放在B盤的邊緣，A、B兩盤的半徑之比為2 1，a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪，a輪、b輪半徑之比為1 2，當a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，皮帶不打滑，且鋼球、相對盤靜止，則鋼球、所需的向心力之比為( )A.1 8 B.4 1 C.1 4 D.8 1第44頁/共55頁【解析】選D。皮帶不打

9、滑，a、b兩輪邊緣上某點的運動線速度相等，即va=vb，又知鋼球的轉(zhuǎn)動角速度1等于a輪的角速度a，鋼球的轉(zhuǎn)動角速度2等于b輪的角速度b，a=2b，則1=22，故F1=m12r1， ，則F1F2=81，選項D正確。222222111 1111Fmrm ()rmr228 （）第45頁/共55頁3.雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時（如圖），盛水的杯子經(jīng)過最高點杯口向下時，水也不灑出來。關于杯子經(jīng)過最高點時水的受力情況，下面說法正確的是( )A.水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用B.水受平衡力的作用，合力為零C.由于水做圓周運動，因此必然受到重力和向心力的作用D.杯底對水的作用力可能為零第46頁/共55頁

10、【解析】選D。當杯子在最高點時，有向下的加速度，因此處于失重狀態(tài)，但仍受重力作用，選項A錯誤；圓周運動是曲線運動，其合外力必不為零，杯子不可能處于平衡狀態(tài)，選項B錯誤；水在最高點所受合外力提供向心力，并非同時受重力和向心力兩個力作用，選項C錯誤；當杯子經(jīng)過最高點速度為 時，只有重力提供向心力，杯底對水的作用力為零，選項D正確。gr第47頁/共55頁4.一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖甲所示，曲線上的A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑叫做A點的曲率半徑。現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向以速度v0拋出，如圖乙所示。則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是( )第48頁/共55頁A. B. C. D.20vg220v sing220v cosg220v cosgsin第49頁/共55頁【解析】選C。物體做斜上拋運動，最高點速度即為斜上拋的水平速度 最高點重力提供向心力 由兩式得P0vv cos，2Pvmgm,2220Pv cosvgg 。第50頁/共55頁5.如圖所示為某一皮帶傳動裝置。主動輪的半徑為r1,從動輪的半徑為r2。已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是( )A