第四章 曲線運動 第22課時　圓周運動　雙基落實課學生用

第22課時圓周運動[雙基落實課]現(xiàn)在有一種叫作“魔盤”的娛樂設(shè)施，如圖所示。當“魔盤”轉(zhuǎn)動很慢時，人會隨著“魔盤”一起轉(zhuǎn)動，當盤的速度逐漸增大時，盤上的人便逐漸向邊緣滑去，離轉(zhuǎn)動中心越遠的人，這種滑動的趨勢越明顯，當“魔盤”轉(zhuǎn)動到一定速度時，人會“貼”在“魔盤”豎直壁上而不會滑下。判斷下列說法的正誤：（1）人隨“魔盤”一起做勻速圓周運動時，其角速度是不變的。（）（2）人隨“魔盤”一起做勻速圓周運動時，其合外力是不變的。（）（3）人隨“魔盤”一起做勻速圓周運動的向心加速度與半徑成反比。（）（4）隨“魔盤”一起做勻速圓周運動時，人離“魔盤”中心越遠，人運動得越快。（）（5）“魔盤”的轉(zhuǎn)速逐漸增大時，盤上的人便逐漸向邊緣滑去，這是人受沿半徑向外的離心力作用的緣故。（）

考點一圓周運動的運動學問題[素養(yǎng)自修類]1.【皮帶傳動問題】（多選）如圖甲所示是中學物理實驗室常用的感應(yīng)起電機，它是由兩個大小相等、直徑約為30cm的感應(yīng)玻璃盤起電的，其中一個玻璃盤通過從動輪與手搖主動輪連接，如圖乙所示，玻璃盤以100r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，已知主動輪的半徑約為8cm，從動輪的半徑約為2cm，P和Q是玻璃盤邊緣上的兩點，若轉(zhuǎn)動時皮帶不打滑，下列說法正確的是（）A.P、Q的線速度相同 B.玻璃盤的轉(zhuǎn)動方向與搖把轉(zhuǎn)動方向相反C.P點的線速度大小約為1.6m/s D.搖把的轉(zhuǎn)速約為400r/min2.【齒輪傳動問題】如圖甲所示，修正帶是通過兩個齒輪相互咬合進行工作的，其原理可簡化為如圖乙所示的模型。A、B是大、小齒輪邊緣上的兩點，C是大輪上的一點。若大輪半徑是小輪半徑的2倍，小輪中心到A點和大輪中心到C點的距離之比為2∶1，則A、B、C三點（）A.線速度大小之比為4∶4∶1 B.角速度之比為1∶1∶1C.轉(zhuǎn)速之比為2∶2∶1 D.向心加速度大小之比為2∶1∶13.【同軸轉(zhuǎn)動問題】如圖所示是靜止在地面上的起吊重物的吊車，某次操作過程中，液壓桿長度收縮，吊臂繞固定轉(zhuǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動，吊臂上的M、N兩點做圓周運動，此時M點的角速度為ω，ON＝2OM＝2L，則（）A.M點的速度方向垂直于液壓桿 B.N點的角速度為2ωC.兩點的線速度大小關(guān)系為vN＝4vM D.N點的向心加速度大小為2ω2L1.勻速圓周運動各物理量間的關(guān)系2.常見的三類傳動方式及特點（1）皮帶傳動：如圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，與皮帶接觸的輪子邊緣上各點的線速度大小相等，圖甲中vA＝vC≠vB，圖乙中vA＝vB≠vP＝vQ。（2）摩擦傳動和齒輪傳動：如圖丙、丁所示，兩輪邊緣接觸，接觸點無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。（3）同軸轉(zhuǎn)動：如圖戊、己、庚所示，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的物體，角速度相同，即ωA＝ωB，由v＝ωr知v與r成正比?？键c二圓周運動的動力學問題[多維探究類]1.圓周運動向心力的理解（1）向心力是按力的作用效果命名的，可以由重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)力提供，可以是某個力或某個力的分力，也可以是幾個力的合力，在受力分析中要避免再添加一個向心力。（2）勻速圓周運動的合外力恰好全部提供向心力，即F向＝F合。（3）變速圓周運動的合外力與向心力的關(guān)系變速圓周運動的合外力方向一般不指向圓心（特例如豎直面內(nèi)水流星最高點和最低點的合外力方向指向圓心），可以分解為如圖所示的兩個分力。（4）切向分力Ft：產(chǎn)生切向加速度at，只改變線速度的大小。當at與v同向時，速度增大，做加速圓周運動；反向時則速度減小，做減速圓周運動。（5）法向分力Fn：提供向心力，產(chǎn)生向心加速度an，只改變線速度的方向。2.解答圓周運動的動力學問題的基本思路【典例】（多選）杭州游樂園有一種叫作“快樂飛機”的游樂項目，模型如圖所示，已知模型飛機質(zhì)量為m，固定在長為L的旋臂上，旋臂與豎直方向夾角為θ，當模型飛機以角速度ω繞中央軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動時，下列說法正確的是（）A.模型飛機受到重力、旋臂的作用力和向心力B.旋臂對模型飛機的作用力方向一定與旋臂垂直C.旋臂對模型飛機的作用力大小為mgD.若夾角θ增大，則旋臂對模型飛機的作用力增大聽課記錄1.【車輛轉(zhuǎn)彎問題】（多選）列車轉(zhuǎn)彎時的受力分析如圖所示，鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，兩鐵軌之間的距離為d，內(nèi)外軌的高度差為h，鐵軌平面和水平面間的夾角為α（α很小，可近似認為tanα≈sinα），重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.列車轉(zhuǎn)彎時受到重力、支持力和向心力的作用B.列車過轉(zhuǎn)彎處的速度v＝gRhd時，C.列車過轉(zhuǎn)彎處的速度v＜gRhd時，D.若增大α角，可提高列車安全過轉(zhuǎn)彎處的速度2.【離心運動問題】在玻璃管中放一個乒乓球后注滿水，然后用軟木塞封住管口，將此玻璃管固定在轉(zhuǎn)盤上，管口置于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸處，玻璃管處于靜止狀態(tài)。當轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動時，如圖所示，則乒乓球會（球直徑比管直徑略?。ǎ〢.向管底運動 B.向管口運動C.保持不動 D.無法判斷3.【圓錐擺運動】四個完全相同的小球A、B、C、D均在水平面內(nèi)做圓錐擺運動。如圖甲所示，其中小球A、B在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運動（連接B球的繩較長）；如圖乙所示，小球C、D在不同水平面內(nèi)做圓錐擺運動，但是連接C、D的繩與豎直方向之