新教科版第4章第3講圓周運動課件（26張）

第3講圓周運動第四章內(nèi)容索引0102強基礎(chǔ)固本增分研考點精準突破強基礎(chǔ)固本增分一、圓周運動1.勻速圓周運動

“勻速”指速率不變(1)定義:如果物體沿著圓周運動,并且線速度的大小處處

相等

,這種運動叫作勻速圓周運動。

(2)速度特點:速度的大小

不變

,方向始終與半徑垂直。

2.描述圓周運動的物理量

易錯辨析·判一判(1)物體做勻速圓周運動時,其角速度大小是不變的。(

√

)(2)勻速圓周運動的向心加速度與半徑成反比。(

×

)教材情境·想一想1.人教版教材必修第二冊P33“拓展學(xué)習(xí)”——推導(dǎo)向心加速度公式中用到了哪種物理方法?提示

推導(dǎo)向心加速度方向和大小時都用到了極限法。二、勻速圓周運動的向心力1.作用效果:向心力產(chǎn)生向心加速度,只改變速度的

方向

,不改變速度的

大小

。

3.方向:始終沿半徑方向指向

圓心

,時刻在改變,即向心力是一個變力。4.來源:物體所受合力一定指向圓心,全部提供向心力。特別提醒:非勻速圓周運動的物體的合力不指向圓心,切向合力改變速度大小,徑向合力提供向心力,改變速度方向。易錯辨析·判一判(3)物體做勻速圓周運動時,其合外力是不變的。(

×

)(4)勻速圓周運動的向心力是產(chǎn)生向心加速度的原因。(

√

)三、離心運動

做離心運動的物體并沒有受到一個離心力的作用1.定義做

圓周運動

的物體,在所受合外力突然消失或不足以提供做圓周運動所需

向心力

的情況下,將做逐漸遠離圓心的運動。

2.本質(zhì)做圓周運動的物體,由于本身的

慣性

,總有沿著圓周

切線方向

飛出去的傾向。

3.受力特點(1)當Fn=mω2r時,物體做

圓周

運動。

(2)當Fn=0時,物體沿

切線

方向飛出。

(3)當Fn<mω2r時,物體逐漸

遠離

圓心,做離心運動。

(4)當Fn>mω2r時,物體將逐漸靠近圓心,做近心運動。易錯辨析·判一判(5)做勻速圓周運動的物體,當合外力突然減小時,物體將沿切線方向飛出。(

×

)(6)摩托車轉(zhuǎn)彎時速度過大就會向外發(fā)生滑動,這是摩托車受沿轉(zhuǎn)彎半徑向外的離心力作用的緣故。(

×

)教材情境·想一想2.根據(jù)人教版教材必修第二冊P37“思考與討論”想一想:如果把地球看成一個巨大的拱形橋,行駛的汽車對地面的壓力還等于汽車的重力嗎?提示

行駛的汽車對地面的壓力小于汽車的重力,且汽車速度越大對地面壓力越小。研考點精準突破考點一圓周運動的運動學(xué)分析(自主探究)1.圓周運動各物理量間的關(guān)系

2.常見的三種傳動方式及特點(1)皮帶傳動:如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無相對滑動時,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB。(2)摩擦傳動:如圖丙所示,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)同軸傳動:如圖丁所示,兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,兩輪轉(zhuǎn)動的角速度大小相等,即ωA=ωB。對點演練1.(2023河北石家莊模擬)兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動(如圖所示),在相同的時間內(nèi),它們通過的路程之比是4∶3,運動方向改變的角度之比是3∶2,則它們(

)A.線速度大小之比為4∶3B.角速度大小之比為3∶4C.圓周運動的半徑之比為9∶8D.向心加速度大小之比為1∶2答案

A2.(2023浙江金華模擬改編)某無級變速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,兩個錐輪之間有一個滾輪,主動輪、滾輪、從動輪之間靠彼此間的摩擦力帶動,且沿轉(zhuǎn)動的切線方向無相對滑動,圖示位置主動輪的直徑為D1,從動輪的直徑為D2。下列說法正確的是(

)A.若主動輪轉(zhuǎn)速不變,滾輪從右向左移動時從動輪的轉(zhuǎn)速將減小B.無論滾輪怎樣移動,滾輪、主動輪、從動輪的線速度大小都相等答案

B

考點二圓周運動的動力學(xué)分析(師生共研)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,也可以是幾個力的合力或某個力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力。2.向心力的確定(1)確定圓周運動的軌道所在的平面,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。典例1.(多選)如圖所示,賽車場的一個水平“梨形”賽道,兩個彎道分別為半徑R=90m的大圓弧和r=40m的小圓弧,直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O'距離L=100m。賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動,在彎道上做勻速圓周運動。要使賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大,重力加速度g取10m/s2,π=3.14),則賽車(

)A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為5.63m/s2D.通過小圓弧彎道的時間為5.58s思維點撥

該題是一個多過程圓周運動問題,首先分清過程,明確過程之間的關(guān)系,比如:因為最大徑向靜摩擦力一樣,向心力最大值一樣,所以在大彎道上的最大速度大于小彎道上的最大速度,要想時間最短,可在繞過小圓弧彎道后加速。答案

AB規(guī)律方法

“四步法”解決圓周運動的動力學(xué)問題

對點演練3.(2023山東濟南模擬)如圖所示,一直角斜劈ABC繞其豎直邊BC做圓周運動,斜面上物塊始終與斜劈保持相對靜止。若斜劈轉(zhuǎn)動的角速度ω緩慢增大,下列說法正確的是(

)A.斜劈對物塊的作用力逐漸增大B.斜劈對物塊的支持力保持不變C.斜劈對物塊的支持力逐漸增大D.斜劈對物塊的摩擦力逐漸減小答案

A解析

物塊的向心加速度沿水平方向,加速度大小為a=ω2r,設(shè)斜劈傾角為θ,對物塊沿AB方向有Ff-mgsin

θ=macos

θ,垂直AB方向有mgcos

θ-FN=masin

θ,可得Ff=mgsin

θ+macos

θ,FN=mgcos

θ-masin

θ,斜劈轉(zhuǎn)動的角速度ω緩慢增大,加速度a增大,故摩擦力增大,支持力減小,B、C、D錯誤;斜劈對物塊的作用力沿豎直方向的分力Fy=mg保持不變,水平方向分力為Fx=ma,當角速度ω增大時,加速度a增大,可得水平方向分力增大,合力增大,A正確。4.(2023山東濟南高三期中)為解決洗衣服時彎腰放置衣物的問題,有人設(shè)計了一種斜式滾筒洗衣機,其簡化圖如圖所