圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用PPT課件

1、2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量描述圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)_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：?jiǎn)挝唬篲 _ 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(xué)不研究其方向中學(xué)不研究其方向 單位：?jiǎn)挝唬篲 _ 2 rTt快慢m/s相切轉(zhuǎn)動(dòng)快慢rad/s2Tsvt第1頁(yè)/共55頁(yè)周期和頻率周期和頻率周期是物體沿圓周運(yùn)周期是物體沿圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)_的時(shí)間（的時(shí)間（T T）頻率

2、是物體在單位時(shí)頻率是物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的間內(nèi)轉(zhuǎn)過的_T= = T= = ，單位：?jiǎn)挝唬篲 , ,單位：?jiǎn)挝唬篐z 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：?jiǎn)挝唬篲相互關(guān)系相互關(guān)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(yè)/共55頁(yè)知識(shí)點(diǎn) 2 勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的_提供，還可以由一個(gè)力的_提供。 方向2vmr224rmT圓心合力分力大小第3頁(yè)/共55頁(yè)知識(shí)點(diǎn) 3 離心現(xiàn)象 1.離心運(yùn)動(dòng)（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(yùn)動(dòng)所需要的_的情況下，所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。（2）本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的_，總有沿著圓周_飛出去的傾向。圓周運(yùn)動(dòng)向心力慣性切線方向第4頁(yè)/共55頁(yè)（3）受力特點(diǎn)。當(dāng)F=m2r時(shí)，物體做_運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F=0時(shí)，物體沿_方向飛出;當(dāng)Fm2r,物體將逐漸_圓心，做近心運(yùn)動(dòng)。勻速圓周切線遠(yuǎn)離靠近第5頁(yè)/共55頁(yè)【思考辨析】

4、（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻加速曲線運(yùn)動(dòng)。( )（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力大小、方向都保持不變。( )（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心加速度與半徑成反比。( )（4）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比。( )（5）隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊受重力、支持力和向心力的作用。( )第6頁(yè)/共55頁(yè)（6）勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力是產(chǎn)生向心加速度的原因。 ( )（7）做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。 ( )（8）摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果超過一定速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)，這是因?yàn)槟ν熊囀艿窖匕霃椒较蛳蛲獾碾x心力作用。( )第7頁(yè)/共55頁(yè)分析:勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng)，（1）錯(cuò)；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力大小不變，方向始終指向圓心，時(shí)刻改變，（2）錯(cuò)；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由 知，只有在v 一定時(shí)， a與r成反比，如果v不一定，則a與r不成反比，（3）錯(cuò)；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由=2n可知，角速度與轉(zhuǎn)速成正比，（4）對(duì)；隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊的向心力是物塊所受的合外力，物塊實(shí)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(yè)/共55頁(yè)用，（5）錯(cuò)；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(yùn)動(dòng)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(duì)；物體所受合外力突然消失，由于慣性，物體將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，故物體將沿圓周切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，（7）對(duì)；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(dòng)是因?yàn)槟ν熊囁艿暮贤饬π∮谛枰南蛐牧?，即向心力不足，摩托車做離心運(yùn)動(dòng)，（8）錯(cuò)。 第9頁(yè)/共55頁(yè)考點(diǎn) 1 水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)解讀】1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)問題的方法（1）選擇做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)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(yè)/共55頁(yè)【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(tái)上,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對(duì)稱軸OO重合。轉(zhuǎn)臺(tái)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(shí)間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止,它和O點(diǎn)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(shí)，b中才有張力。答案： 3.5 rad/sgtan10tan37 rad /s3.5 rad /sr0.6第42頁(yè)/共55頁(yè)1.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)物體的向心加速度大小始終不變，方向在不斷變化，選項(xiàng)C正確。第43頁(yè)/共55頁(yè)2.如圖，在驗(yàn)證向心力公式的實(shí)驗(yàn)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(dāng)a、b兩輪在同一皮帶帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，皮帶不打滑，且鋼球、相對(duì)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(yè)/共55頁(yè)【解析】選D。皮帶不打

9、滑，a、b兩輪邊緣上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)線速度相等，即va=vb，又知鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度1等于a輪的角速度a，鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàng)D正確。222222111 1111Fmrm ()rmr228 （）第45頁(yè)/共55頁(yè)3.雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時(shí)（如圖），盛水的杯子經(jīng)過最高點(diǎn)杯口向下時(shí)，水也不灑出來。關(guān)于杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)，因此必然受到重力和向心力的作用D.杯底對(duì)水的作用力可能為零第46頁(yè)/共55頁(yè)

10、【解析】選D。當(dāng)杯子在最高點(diǎn)時(shí)，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(xiàng)A錯(cuò)誤；圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，其合外力必不為零，杯子不可能處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；水在最高點(diǎn)所受合外力提供向心力，并非同時(shí)受重力和向心力兩個(gè)力作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)杯子經(jīng)過最高點(diǎn)速度為 時(shí)，只有重力提供向心力，杯底對(duì)水的作用力為零，選項(xiàng)D正確。gr第47頁(yè)/共55頁(yè)4.一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑?，F(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(diǎn)P處的曲率半徑是( )第48頁(yè)/共55頁(yè)A. B. C. D.20vg220v sing220v cosg220v cosgsin第49頁(yè)/共55頁(yè)【解析】選C。物體做斜上拋運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)速度即為斜上拋的水平速度 最高點(diǎn)重力提供向心力 由兩式得P0vv cos，2Pvmgm,2220Pv cosvgg 。第50頁(yè)/共55頁(yè)5.如圖所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置。主動(dòng)輪的半徑為r1,從動(dòng)輪的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是( )A