第四章第3节 圆周运动.docxVIP

第三节圆周运动【考情分析】考试大纲大纲解读匀速圆周运动Ⅰ角速度Ⅰ线速度Ⅰ向心加速度Ⅰ匀速圆周运动的向心力Ⅱ在高考中匀速圆周运动及其相关物理量的考查题型丰富，有选择题、计算题等，难度一般在中中等偏上层次，竖直面上的圆周运动问题可以综合其他力学、电场、磁场等知识点，未来高考以此来命题的频率会更高，尤其是理论联系实际的情景题，再现率将会更高【考点知识梳理】1. 匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在 相等的时间里通过的弧长相等 ，这种运动就叫做匀速周圆运动。2．描述匀速圆周运动的物理量①线速度，物体在一段时间内通过的 弧长S与这段时间t的比值，叫做物体的线速度，即V=S/t。线速度是 标 量，其方向就在圆周该点的 切线方向 。线速度方向是时刻在变化，所以匀速圆周运动是 变速 运动。②角速度，连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的 角度θ与这段时间t 的比值叫做匀速圆周运动的角速度。即=θ/t。对某一确定的匀速圆周运动来说，角速度是恒定不变 的，角速度的单位是rad/s。③周期T和频率，关系：Tf=1 3．描述匀速圆周运动的各物理量间的关系:4、向心力：是按作用效果命名的力，其动力学效果在于产生 向心加速度 ，即只改变线速度 方向 ，不会改变线速度的 大小 。对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受 合外力 提供。.5. 向心力与向心加速度、线速度、角速度、周期、频率的关系是6. 变速圆周运动:合力不与速度方向垂直，v、a、F的大小和方向均改变7. 离心运动：合力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，物体逐渐远离圆心的运动【考点知识解读】考点一、匀速圆周运动剖析:1.匀速圆周运动(1)定义:做圆周运动的质点,若在相等的时间内通过的圆弧长度相等,叫做匀速圆周运动.(2)运动学特征: v大小不变,T不变,ω不变,a向大小不变; v和a向的方向时刻在变.匀速圆周运动是变加速运动.(3)动力学特征:合外力大小恒定,方向始终指向圆心.2.描述圆周运动的物理量(1)线速度①物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.②方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向.③大小:(s是t时间内通过的弧长).(2)角速度①物理意义:描述质点绕圆心转动快慢.②大小:(单位rad/s),其中φ是连结质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.(3)周期T、频率f做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.单位:s.做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速.单位:Hz.(4) v、ω、T、f的关系,,(5)向心加速度①物理意义:描述线速度方向改变的快慢.②大小:.③方向:总是指向圆心.所以不论a的大小是否变化,它都是个变化的量.3.向心力F向①作用效果:产生向心加速度,不断改变质点的速度方向,维持质点做圆周运动,不改变速度的大小.②大小:③来源:向心力是按效果命名的力.可以由某个力提供,也可由几个力的合力提供,或由某个力的分力提供.如同步卫星的向心力由万有引力提供,圆锥摆摆球的向心力由重力和绳上拉力提供(或由绳上拉力的水平分力提供).④匀速圆周运动的向心力就是合外力,而在非匀速圆周运动中,向心力是合外力沿半径方向的分力,而合外力沿切线方向的分力改变线速度的大小.4.质点做匀速圆周运动的条件:(1)质点具有初速度;(2)质点受到的合外力始终与速度方向垂直;(3)合外力F的大小保持不变,且若,质点做离心运动;若,质点做向心运动;若F=0,质点沿切线做直线运动.【例题1】例1.如图所示装置中，传送带与两个轮之间，轮与轮之间没有相对滑动。三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比.解析：va=vC，由于b、c、d三点在同一物体上，角速度相同，由v=ωr知道：vb∶vC∶vd =1∶2∶4，所以va∶vb∶vC∶vd =2∶1∶2∶4；ωa∶ωb=2∶1，而ωb=ωC=ωd，所以ωa∶ωb∶ωC∶ωd=2∶1∶1∶1；再利用a=vω，可得aa∶ab∶ac∶ad=4∶1∶2∶4答案： 2∶1∶2∶42∶1∶1∶14∶1∶2∶4【变式训练1】.如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触.当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力.自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm.求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比.（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）考点二、牛顿第二定律在圆周运动中的应用剖析:1.做匀速圆周运动物体所受的合力为向心力“向心力”是一种效果力.任何一个力，或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其效果是使物体做匀速圆周运