2018年高中物理第五章曲線運(yùn)動(dòng)第8節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析學(xué)案新人教版

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析明確目標(biāo)有的放矢一、考點(diǎn)突破知識(shí)點(diǎn)考名腰求題型分值勻速圓周運(yùn)動(dòng)知道什么樣的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)分析向心力的來源選擇題6分、重難點(diǎn)提示重難點(diǎn)：向心力的來源分析。傳動(dòng)裝置中各物理量之間的關(guān)系。lit考怠皓邯【距雄曹點(diǎn)超geei一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1 .定義：線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)。2 .性質(zhì)：向心加速度大小不變，方向總是指向圓心的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。3 .質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件。合力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心，即物體所受合力全部用來提供向心力。、同軸轉(zhuǎn)動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等傳動(dòng)裝置1 .皮帶傳動(dòng)（皮帶上的點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸鏈接處無滑動(dòng)，線速度大小相等）2 .同軸傳動(dòng)（各點(diǎn)角速度相等）3

2、 .齒輪傳動(dòng)（齒輪邊緣線速度大小相等）4 .摩擦傳動(dòng)（無滑動(dòng)接觸面上的點(diǎn)線速度大小相等）例題1關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是（A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小保持不變，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒有加速度B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻都在改變，所以必有加速度C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小保持不變，所以是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的方向時(shí)刻都在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速曲線運(yùn)動(dòng)思路分析：速度和加速度都是矢量，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻在改變，速度時(shí)刻發(fā)生變化，必然具有加速度。加速度大小雖然不變，但方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是

3、變加速曲線運(yùn)動(dòng)。故本題選BD答案：BD例題2如圖所示，有一皮帶傳動(dòng)裝置，AB、C三點(diǎn)到各自轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、B、RC,已知RB=RC=RA,若在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑。則（）2A. A點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度大小相等B. A點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度大小相等C. B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度大小之比為2：1D. B點(diǎn)與C點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：4思路分析：處理傳動(dòng)裝置類問題時(shí)，對(duì)于同一根皮帶連接的傳動(dòng)輪邊緣的點(diǎn)，線速度相等；同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，角速度相等。對(duì)于本題，顯然VA=VC,3A=COB,選項(xiàng)B正確；根據(jù)VA=Vc及關(guān)系式v=3R,可得3aRA=3cRd,又RC=九8,所以3a=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)3A=3B,3A=

4、,可得3B=,即B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度大小之比為1：2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)3B=上及關(guān)系式a=32R,可得aB=aC,即B點(diǎn)與C點(diǎn)的向心加速度大小之比24為1：4,選項(xiàng)D正確。答案：BD例題3在觀看雙人花樣滑冰表演時(shí)，觀眾有時(shí)會(huì)看到女運(yùn)動(dòng)員被男運(yùn)動(dòng)員拉著離開冰面在空中做水平方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知通過目測(cè)估計(jì)拉住女運(yùn)動(dòng)員的男運(yùn)動(dòng)員的手臂和水平冰面的夾角約為45°,重力加速度為g=10m/s2,若已知女運(yùn)動(dòng)員的體重為35kg,據(jù)此可估算該女運(yùn)動(dòng)員(A.受到的拉力約為35MNB.受到的拉力約為350NC.向心加速度約為10ms2d.向心加速度約為10y2ms2思路分析：本題考查了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

5、動(dòng)力學(xué)分析。以女運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，受力分析如圖：根據(jù)題意有G=mg=350N;則由圖易得女運(yùn)動(dòng)員受到的拉力約為3502N,A正確；向心加速度約為10MsC正確。答案：AC例題4兩個(gè)質(zhì)量分別是m和m的光滑小球套在光滑水平桿上，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線連接,水平桿隨框架以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩球在桿上相對(duì)靜止，如圖所示，求兩球離轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離R和R及細(xì)線的拉力。思路分析：繩對(duì)m和m的拉力是它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)題意R+R=L,R=LR對(duì)m：F=m2R對(duì)m2：F=m32R=n232(LR)所以mco2r=n2w2(LR)解得：R =m2Lm1m2mLR=LR=mm2F= m/mk_ m1 m22 m1m2

6、Lm2答案：R =m2Lm1m2R=miL； F=5m2 2Lm1m2m1m2咻j期典【拓展升華分墨*1【方法提煉】圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析1 .向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力。2 .向心力的確定(1)確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面，確定圓心的位置。(2)分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力。如圖1所示，用細(xì)繩系一個(gè)小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過最高點(diǎn)時(shí)，向心力由重力與繩的拉力的合力提供。如果小球恰好能通過最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向

7、心力只由重力提供。如圖2所示，一個(gè)物體在圓柱體的內(nèi)壁，隨著圓柱體一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與圓柱體無相對(duì)滑動(dòng)，則物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由圓柱體內(nèi)壁對(duì)物體的支持力(彈力)提供。如圖3所示，將一個(gè)物體放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與轉(zhuǎn)臺(tái)無相對(duì)滑動(dòng)，則其向心力由轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物體的靜摩擦力提供。如圖4所示，物體在繩子的作用下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由繩子對(duì)物體的拉力和物體重力的合力提供向心力。如圖5所示，物體在光滑的碗內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由碗壁對(duì)物體的支持力和物體的重力的合力提供。如圖6所示，物體在輕桿的作用下在粗糙的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由桿對(duì)物體的作用力和物體所

8、受到的摩擦力的合力提供。圖1圖aH3圖4圖5圖方【技巧突破】解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的主要步驟(1)審清題意，確定研究對(duì)象；(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑(3)分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；(4)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程；(5)求解、討論?！緷M分訓(xùn)練】(福建高考)如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m,離水平地面的高度H0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小Vo；(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。思路分析：解析：(1)應(yīng)理解把握好“轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣”與“恰好滑離”的含義。物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有k-gt22在水平方向上有S=Vot由