圆周运动及其运用.docVIP

第2讲 圆周运动及其应用 ★考情直播 1.考纲要求 考纲内容 能力要求 考向定位 1．匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 2．匀速圆周运动的向心力 3．离心现象 1．了解线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。理解向心力及向心加速度。 2．能结合生活中的圆周运动实例熟练应用向心力和向心加速度处理问题。 3．能正确处理竖直平面内的圆周运动。 4．知道什么是离心现象，了解其应用及危害。会分析相关现象的受力特点。 考纲对本讲知识点中的匀速圆周运动的向心力为Ⅱ级要求，其它考点均只作Ⅰ级要求，其中离心现象是新考纲增加的考点．考纲实际上突出了对受力分析的要求，因为客观的受力分析能够体现出实事求是的科学态度，这与新课标的情感、态度、价值观的目标是一脉相承的． 2．考点整合 考点1 描述圆周运动的物理量 1．线速度 ①定义：质点做圆周运动通过的弧长S与通过这段弧长所用时间t的 叫做圆周运动的线速度． ②线速度的公式为　　　　　　　， ③方向为 ．作匀速圆周运动的物体的速度、方向时刻在变化，因此匀速圆周运动是一种 运动． 角速度 ①定义：用连接物体和圆心的半径转过的角度θ跟转过这个角度所用时间t的 叫做角速度． ②公式为　　　　　，单位是 ． 周期 ①定义：做匀速圆周运动的物体运动 的时间，称为周期． ②公式： 描述匀速圆周运动的各物理量的关系 ①.角速度ω与周期的关系是： ②.角速度和线速度的关系是： ③.周期与频率的关系是: ； ④.向心加速度与以上各运动学物理量之间的关系： 描述圆周运动的力学物理量是向心力（F向），它的作用是 ．描述圆周运动的运动学物理量和力学物理量之间的关系是： . [例１]图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，A是它边缘上的一点.左侧是一轮，结合得，再根据及可得． 【答案1．2．向心力．始终沿半径指向圆心是分析向心力的关键，而圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道在．例如沿光滑半球内壁在水平面上做圆周运动的物体，匀速圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的O′而不在球心O点（如图1）． ． ．物体将做 ，这种现象叫做离心现象． [特别提醒]：向心力是根据效果来命名的一种力，而不是与重力、弹力、摩擦力相并列的另外一种性质的力．因此，在分析圆周运动的质点的受力情况时，只能分析性质力（如重力、弹力），绝不可把向心力再分析进去． [例] 如图3所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中（ ） AB对A的支持力越来越大 BB对A的支持力越来越小 CB对A的摩擦力越来越大 DB对A的摩擦力越来越小 [解析] 以A为研究对象，由于其做匀速圆周运动，故合外力提供向心力．在水平位置a点时，向心力水平向左，由B对它的静摩擦力提供，；重力与B对它的支持力平衡，即．在最高点b时，向心力竖直向下，由重力与B对它的支持力的合力提供，，此时．由此可见， B对A的支持力越来越小，B对A的摩擦力越来越小．故选B、D． 答案B、D 向心力的来源及作用：①向心力可能是物体受到的某一个力，也可能是物体受到几个力的合力，也可能是某一个力的分力．②物体做匀速圆周运动时，合外力一定是向心力，指向圆心，只改变速度的方向．而在变速圆周运动中（如竖直平面内的圆周运动），合外力沿半径方向的分力充当向心力，改变速度的方向；合外力沿轨道切线方向的分力，则会改变速度大小． 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力，作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是 ( ) A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动 C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动 D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹pc做离心运动 [解析]小球将沿轨迹pb做离心运动若拉力突然变大，小球将沿轨迹pc做心运动答案要区分运动所需要的向心力与实际能提供的向心力：由可以看出，在轨道半径一定的情况下，特定的速度对应着所需要的向心力大小也是特定的．而物体实际所受到的各力能提供的力可能大于、等于、或小于所需要的向心力，只有实际能提供的向心力与所需要的向心力大小相等时，物体才可能做圆周运动．实际提供的向心力不足时，物体就会做离心运动，能过对轨道半径的自动调节来使实际与所需相匹配．反之则做向心