圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題課件

圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題圓周運(yùn)動(dòng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等。運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：定義：變加速曲線運(yùn)動(dòng)(非勻變速曲線運(yùn)動(dòng))描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量：線速度和角速度的關(guān)系：線速度：周期T,頻率f,轉(zhuǎn)速n：角速度：(m/s)(rad/s)(s;Hz;r/s;)圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題3種常見的傳動(dòng)方式1.同軸轉(zhuǎn)動(dòng)rRAB結(jié)論：角速度相同，線速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。o類似轉(zhuǎn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題3種常見的傳動(dòng)方式2.皮帶傳動(dòng)ABRr線速度大小相同，角速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。結(jié)論：3.齒輪傳動(dòng)結(jié)論：線速度大小相同，角速度不同。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。不打滑圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題兩個(gè)有用的結(jié)論：①皮帶上及輪子邊緣上各點(diǎn)的線速度相同②同一輪上各點(diǎn)的角速度相同O1abcO2RaRcRb圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題1.如圖所示，皮帶傳動(dòng)裝置中右邊兩輪粘在一起且同軸，半徑RA=RC=2RB，皮帶不打滑，則VA︰VB︰VC=__________；ωA︰ωB︰ωC=__________。RA

RB

RC

1：1：21：2：2小試一把圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題圓周運(yùn)動(dòng)向心力向心加速度方向：大?。何锢硪饬x：方向總是指向圓心總是指向圓心。只改變速度的方向，不改變速度大小。由物體所受到的合力提供描述速度方向變化快慢的物理量來源：方向：大?。鹤饔茫鹤⒁猓翰皇钦鎸?shí)存在的，而是一種效果力。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題處理圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟:1.明確研究對(duì)象，確定圓周運(yùn)動(dòng)的平面和圓心位置，從而確定向心力方向；3.求出在半徑方向的合力，即向心力；4.根據(jù)向心力公式結(jié)合牛頓第二定律列方程求解。2.進(jìn)行受力分析，畫出受力分析圖;圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題OθrmgF靜OFNO'FTmgF合θFNmgθ幾種常見的勻速圓周運(yùn)動(dòng)mgFNrF靜ORF合火車轉(zhuǎn)彎圓錐擺轉(zhuǎn)盤滾筒OrmgFNF合圓臺(tái)筒圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)角速度、周期、頻率不變，線速度、向心加速度、向心力的大小不變，方向時(shí)刻改變；合外力不指向圓心，與速度方向不垂直；合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直，且指向圓心。合外力沿著半徑方向的分量提供向心力，改變速度方向；沿著速度方向的分量，改變速度大小。特點(diǎn)：性質(zhì)：變速運(yùn)動(dòng)；非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；條件：向心力就是物體作圓周運(yùn)動(dòng)的合外力。當(dāng)速率增大時(shí)，合外力與速度方向的夾角為銳角；反之，為鈍角。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題OθlOO幾種常見的圓周運(yùn)動(dòng)FNmgFNmgmgFv2Rmg－FN＝mv2RFN－mg＝mθF1F2vv沿半徑方向Fn＝F－F1＝0垂直半徑方向Ft＝F2圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題背景問題汽車過拱橋

汽車在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)汽車上凸形橋時(shí)，我們說它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提供汽車的向心力呢？圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題GFNrvF向=G—FN圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題GFNrvF向=FN—G圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題

汽車在拱橋上前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為R，當(dāng)它經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)速度為v，分析汽車過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力？e:又因支持力與壓力是一對(duì)作用力與反作用力，所以a：選汽車為研究對(duì)象b：對(duì)汽車進(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)嚨闹С至：上述兩個(gè)力的合力提供向心力、且向心力方向向下

d：建立關(guān)系式：F向=G-FN=2mvR且解析：理論分析：圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題思考與討論1、根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？解析：由可知汽車的速度v越大，對(duì)橋的壓力就越小。當(dāng)時(shí)，橋受到的壓力等于零，合外力等于重力。若合外力不能提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則汽車會(huì)飛出去。汽車過橋時(shí)一般都會(huì)有一個(gè)限速，規(guī)定汽車的速度不能大于這個(gè)限速，就是因?yàn)樯厦娴脑颉A周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題2、請(qǐng)你根據(jù)上面分析汽車通過凸形橋的思路，分析一下汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力（如圖）。這時(shí)的壓力比汽車的重量大還是??？GF解析：F–G=2F=G+mvrF>G2mvr圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題小結(jié)：汽車過拱橋或凹橋

經(jīng)凸橋最高點(diǎn)時(shí)由牛頓第三定律可知，汽車對(duì)橋面壓力小于汽車的重力．

當(dāng)時(shí)，汽車對(duì)橋面無壓力．

由牛頓第三定律可知，汽車對(duì)橋面壓力大于汽車的重力．

經(jīng)凹橋最低點(diǎn)時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題最高點(diǎn)：F向=G+FN2amr=G+FN當(dāng)FN=02mvr=GFNG最低點(diǎn)過山車問題圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題1．繩子模型：球在圓周運(yùn)動(dòng)過最高點(diǎn)時(shí)，輕繩對(duì)小球只能產(chǎn)生沿繩收縮方向的拉力向下，豎直平面內(nèi)變速圓周運(yùn)動(dòng)③不能過最高點(diǎn)的條件：v<v臨界(實(shí)際上小球尚未到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)就脫離了軌道)．圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題背景問題：水流星圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題例1:繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m＝0.5kg，繩長(zhǎng)L＝60cm，求：(1)在最高點(diǎn)時(shí)水不流出的最小速率；(2)水在最高點(diǎn)速率v＝3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力．圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題變式1—1如圖，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是(

)BCDA．小球在最高點(diǎn)所受的向心力一定等于重力B．小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力可能為零C．小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于重力D．若小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則它在最高點(diǎn)的速率為圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題2.桿模型：小球在輕質(zhì)桿或管狀軌道彈力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)，過最高點(diǎn)時(shí)桿與繩不同，桿對(duì)球既能產(chǎn)生拉力，也能對(duì)球產(chǎn)生支持力；（管狀軌道的口徑略大于小球的直徑)圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題例2：如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m，質(zhì)量可忽略的桿，一端固定于0點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量為m=2kg的小球它繞0點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)過最高點(diǎn)時(shí)，(g=10m/s2)（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，球受到的彈力多大？方向？（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，球受到的彈力多大？方向？解:(1)當(dāng)彈力為0時(shí)，速度為v0(2)當(dāng)v1=1m/s時(shí)，球受到彈力向上(3)當(dāng)v2=4m/s,球受到彈力向下圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題圓周運(yùn)動(dòng)m的受力情況最高點(diǎn)的速度最低點(diǎn)的受力輕繩輕桿圓管AOmBLAOmBLAOmBR重力、繩的拉力重力、桿的拉力或支持力重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力T-mg=mV2/R圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題背景問題、火車轉(zhuǎn)彎：

火車在平直軌道上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們說它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提供火車的向心力呢？圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題c：由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。1、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)GFNFa：此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。b：外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題轉(zhuǎn)彎處--外軌略高于內(nèi)軌。2、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題火車拐彎

火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是有重力G支持力FN的合力F來提供．圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題若火車的拐彎處軌道面傾角為θ，應(yīng)有：θrθF=mgtan

θ2mvr=圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題θθ向心力圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題分析:當(dāng)r、θ一定時(shí)，車行駛的速度v=車行駛的速度v′>外軌對(duì)車有向內(nèi)的推力車行駛的速度v″<內(nèi)軌需使用向外的推力F外軌、內(nèi)軌均不受車的推力的作用外軌內(nèi)軌圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題1、自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。問：什么力提供向心力？向心力與傾斜度有關(guān)嗎？有何關(guān)系？背景問題：摩托車轉(zhuǎn)彎圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題解析：由地面對(duì)車的靜摩擦力提供車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。G車N車f（1）以車為研究對(duì)象（2）以人為研究對(duì)象轉(zhuǎn)彎時(shí)，人隨車一起做圓周運(yùn)動(dòng)，他的向心力由重力和支持力的合力提供。G人N人Fθ人的傾斜度越大，傾角θ越大，向心力就越大。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題

2、把一個(gè)小球放在玻璃漏斗里，晃動(dòng)幾下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖）。小球的向心力是由什么力提供的？是重力和漏斗壁對(duì)小球支持力的合力提供的，則：重力mg和夾角θ都是定值，所以當(dāng)小球的速度越大，它在漏斗中上升得就越高，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就越大。探究情景：FθGθN圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題

想一想：如果漏斗的頂部變成如圖所示的圓柱形，當(dāng)小球上升到圓柱部分時(shí)，繼續(xù)增大小球的速度，小球還會(huì)往上升嗎？為什么？不會(huì)。此時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由漏斗對(duì)它的彈力提供GfN當(dāng)m、r一定時(shí)，ω越大，所需要的彈力就越大。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題

飛車走壁:

馬戲團(tuán)演員在表演飛車走壁時(shí)，人車在一個(gè)水平面上沿豎直粗糙墻壁上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人車所受外力G與靜摩擦力f平衡。車輪對(duì)墻壁的作用力為N，墻壁的反作用力N就是人車所需向心力。應(yīng)有

當(dāng)m、r一定時(shí)，ω越大，N就越大。圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題離心運(yùn)動(dòng)

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。離心的條件是什么？圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)專題離心運(yùn)動(dòng)：0≤F合＜Fn供<需勻速圓周運(yùn)動(dòng)：F合=

Fn供=需向心運(yùn)動(dòng)：F合＞Fn供>需注意：這里的F合為沿著半徑（指向圓心）的合力