圓周運(yùn)動(dòng) 復(fù)習(xí)PPT課件

1、一、勻速圓周運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長(zhǎng)度相等，這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,第二章 圓周運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí),二.如何描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢？,1.線速度質(zhì)點(diǎn)通過的圓弧長(zhǎng)s跟所用時(shí)間t的比值。,2.角速度質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度 跟所用時(shí)間t的比值。,a、大?。?b、線速度是矢量,方向：沿圓周該點(diǎn)的切線方向 c、單位：米/秒， m/s d、特點(diǎn)：“勻速”是指其大小不變，即勻速率圓周運(yùn)動(dòng),a、定義式:,b、單位：弧度/秒， rad / s,c、角速度是矢量，它的方向在中學(xué)不討論,d、質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是恒定不變的,3.周期物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間。,5.轉(zhuǎn)速單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)

2、過的圈數(shù)。,即：T,單位：秒，s,即：,單位：轉(zhuǎn)/秒，r/s,4.頻率1s時(shí)間內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。,即：,單位：赫茲，Hz,【例題】物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列哪些量不變？ A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期,ACD,物體做半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫_, 用T 表示。 它在周期T 內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為_, 由此可知它的線速度 與周期和頻率關(guān)系為 。一個(gè)周期T 內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為_弧度,物體的角速度與周 期和頻率關(guān)系為 弧度/秒。線速度與角速度的關(guān)系： 。,周期,2r,2,常見的傳動(dòng)裝置以及特點(diǎn)：,1.皮帶傳動(dòng)（齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)）,特點(diǎn)： 不打滑的傳動(dòng)輪邊緣上(或皮帶上)的

3、線速度大小相等。,2.共軸轉(zhuǎn)動(dòng)-,特點(diǎn)：角速度相等,O,一、向心力,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體總要受到指向圓心的合力作用,這個(gè)力叫做向心力。常記為F向,1、定義:,第二節(jié) 向心力,總是沿半徑指向圓心,和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直, 是個(gè)變力(方向變).,向心力的作用效果是只改變速度的方向,不改變速度的大小.,2、方向:,3、作用效果:,請(qǐng)分析以下圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源。,（2）并不是多了一個(gè)向心力，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中是由物體所受力的合力提供。 它可以由重力、彈力、摩擦力等力中的某一個(gè)力來充當(dāng) ；還可以由某些力的分力提供 。,注：不是“畫”向心力，而是“找”向心力,（1）向心力是根據(jù)力的效果命名的力,4、向心力的

4、本質(zhì):,B,2、,B,【結(jié)論】 （1）、 勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的大小為：,式中m是運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量，r是運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑，是轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。,式中v是物體圓周運(yùn)動(dòng)線速度的大小。,二、向心力的大小,3、,C,三、向心加速度,【說明】 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度是由向心力產(chǎn)生的，其方向必定指向圓心，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度又稱為向心加速度。 向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小。 向心加速度是變量，其方向是不斷變化的，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)。,D,A.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小保持不變.,B.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小保持不變.,C.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小保持不變.,D.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小

5、保持不變.,a,r,甲,乙,BC,生活中的向心力,分析圓周運(yùn)動(dòng)問題的步驟:,1.明確研究對(duì)象.,3.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析（畫圖）.明確向心力的來源.,2.明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心位置及軌道半徑,以便確定向心力方向.,4.根據(jù)矢量的合成法則對(duì)研究對(duì)象所受力進(jìn)行處理求合力.,5.根據(jù)向心力公式列方程求解.,1、水平面上的圓周運(yùn)動(dòng),（1）汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎,質(zhì)量為m的汽車的最大靜摩擦力為f，為了使 汽車不打滑，問汽車在半徑為的圓軌道上 轉(zhuǎn)彎速度不能超過是多少？,解：汽車的與路面的靜摩擦力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：,所以汽車的速度不能超過,（2）汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎,已知汽車

6、做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，路面傾角，若使路面的靜摩擦力為，則汽車轉(zhuǎn)彎的速度為多少？,解：mg和N的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：,N,G,F,1、火車做勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn) 動(dòng),狀態(tài)是否相同？,G,FN,F彈,2、火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，若內(nèi)外軌是相平的，鐵軌 如何對(duì)火車提供水平方向的向心力？,車輪受力：重力、軌對(duì)輪的支持力；牽引力、阻力； 外軌對(duì)輪緣的彈力,外軌對(duì)輪緣的彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力,所以，在轉(zhuǎn)彎處一般軌道都做成傾斜的,當(dāng)v=v0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,輪緣不受側(cè)向壓力,輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力,輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力,討論:,3、火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，若內(nèi)外軌是傾斜的

7、，鐵軌 如何對(duì)火車提供水平方向的向心力？,（3）圓錐擺,質(zhì)量為m小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力、角速度和線速度分別是多少？,mg,N,（1）汽車過橋 拱形橋,當(dāng),質(zhì)量為m的汽車駛過一半徑為r的圓形拱橋，到達(dá)橋頂時(shí)的速度為v，求此時(shí)汽車對(duì)拱橋的壓力？,【解】G和N的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：,（可見汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越小。,時(shí)汽車對(duì)橋的壓力為零。）,根據(jù)牛頓第三定律 得汽車對(duì)拱橋的壓力為mv2/r,2、豎直面的圓周運(yùn)動(dòng),【解】G和N的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：,（可見汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越大）。,凹形

8、橋,質(zhì)量為m的汽車駛過一半徑為r的凹形橋，到達(dá)橋底時(shí)的速度為v，求此時(shí)汽車對(duì)橋的壓力？,根據(jù)牛頓第三定律 得汽車對(duì)拱橋的壓力為mv2/r,(2)繩子系著小球在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng),（）質(zhì)量為m=5kg的小球在半徑為m的豎直面上做圓 周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最底點(diǎn)的度為v=20m/s，求此時(shí)向心加速 度和繩子的拉力？,（）質(zhì)量為m的小球在半徑為的豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng)，求 小球能通過最高點(diǎn)的最小速度。,O,(3)桿系著小球在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng),重力、桶底彈力,重力、桶底彈力的合力,有壓力,水不到最高點(diǎn)就已流出,(4).雜技節(jié)目“水流星”,(4).雜技節(jié)目“水流星”,一根繩子系著一個(gè)盛水的杯子,演員掄起來，杯子就在

9、豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),到最高點(diǎn)時(shí),杯口朝下,但杯中的水并不流出,為什么?,以杯子中的水為研究對(duì)象,在最高點(diǎn)時(shí),沿半徑方向水受到重力mg和杯底對(duì)水的壓力N二力作用(如圖).,可以看出,當(dāng)v減小時(shí),N減小,當(dāng)v減小到某一值時(shí)N=0.此時(shí)有:,則有:,mg,N,討論: 當(dāng) 時(shí), 杯中水恰不流出;若轉(zhuǎn)速增大到 時(shí) , 水不 會(huì)流出,此時(shí)杯底對(duì)水有壓力: 當(dāng)轉(zhuǎn)速減小到 時(shí) , 杯中水不到最高點(diǎn)就已流出.,即此時(shí)只有重力提供向心力.,1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就會(huì)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),3.離心現(xiàn)象（或離心運(yùn)動(dòng)）是物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性表現(xiàn)，并不

10、是受到某個(gè)力的作用下產(chǎn)生的。,2.離心運(yùn)動(dòng)的條件： （1）合外力突然消失 （2）合外力不足以提供做圓周運(yùn)動(dòng)物體所需的向心力,即：不存在所謂的離心力,第三節(jié) 離心現(xiàn)象及其應(yīng)用,1、關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說法正確的是？（ ） A、當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)，就產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，發(fā)生離心現(xiàn)象的條件是物體所受到的合外力突然為零或不足于提供向心力 C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受到的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做勻速直線運(yùn)動(dòng) D、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受到的一切力都突然消失時(shí)，它將沿曲線做離心運(yùn)動(dòng),BC,2、下列哪些措施是為了防止離心現(xiàn)象造成的危害？（ ） A、高速公路上設(shè)立確定車距的標(biāo)志 B、高速公路上將要進(jìn)入彎道處設(shè)立限速標(biāo)志 C、工廠里磨刀用的砂輪外側(cè)加一個(gè)防護(hù)罩 D、汽車車輪加一個(gè)擋泥板,BCD,3、關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說法正確的是？