2016届一轮复习人教版圆周运动和其应用课件.ppt

必修2·第四章·第3讲 高三·物理 第*页 必修2　 第四章　曲线运动　万有引力与航天 第3讲　圆周运动及其应用 必修2·第四章·第3讲 高三·物理 第*页 走进教材 ZOU JIN JIAO CAI 基/础/梳/理 知识回顾　夯实基础 一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长，就是匀速圆周运动． (2)特点：加速度大小，方向始终指向，是变加速运动． (3)条件：合外力大小、方向始终与方向垂直且指向圆心． 相等不变圆心不变速度2．描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表： 二、匀速圆周运动的向心力 1．作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的，不改变速度的2．大小：F＝m＝＝mr＝mωv＝4π2mf2r. 3．方向：始终沿半径方向指向，时刻在改变，即向心力是一个变力． 4．来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的提供，还可以由一个力的提供． 方向大小．mω2r 圆心合力分力三、离心现象 1．定义：做的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动的情况下，就做逐渐远离圆心的运动． 2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着飞出去的趋势． 圆周运动所需向心力圆周切线方向3．受力特点 当F＝时，物体做匀速圆周运动； 当F＝0时，物体沿飞出； 当F时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力，如图所示． mrω2 切线方向mrω2 解题方法JIE TI FANG FA 归/纳/建/模 细研深究　重难突破 　在分析传动装置的物理量时，要抓住不等量和相等量的关系，表现为： (1)同一转轴的各点角速度ω相同，而线速度v＝ωr与半径r成正比，向心加速度大小a＝rω2与半径r成正比． 一 在传动装置中各物理量之间的关系　 (2)当皮带不打滑时，用皮带连接的两轮边缘上的各点线速度大小相等，由ω＝可知，ω与r成反比，由a＝可知，a与r成反比． 例1　如图所示是自行车传动结构的示意图，其中是半径为r1的大齿轮，是半径为r2的小齿轮，是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则自行车前进的速度为(　　) A. B. C. D. 【解析】　自行车前进速度即为轮边缘的线速度，由同一个轮上的角速度相等，同一皮带传动的两轮边缘的线速度相等可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，再有ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝. 【答案】　C 小试身手1 　如图所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是(　　) A．从动轮做顺时针转动 B．从动轮做逆时针转动 C．从动轮的转速为n D．从动轮的转速为n 解析　因为主动轮顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，A错误，B正确；由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的速度相等，所以由2πnr1＝2πn2r2，得从动轮的转速为n2＝，C正确，D错误． 答案　BC 二 1．水平转盘 如图所示，向心力由静摩擦力提供，即Ff＝mω2r，当物体刚要滑动时Ff＝μmg，所以临界角速度ω＝ . 几个典型的匀速圆周运动模型　 特点与规律：物体离中心O越远，ω越大，就越容易被“甩出去”，如生活中汽车在水平面上拐弯． 2．圆锥筒、圆锥摆 (1)如图甲所示为圆锥筒模型．筒内壁光滑，向心力由重力mg和支持力FN的合力提供，即＝m＝mω2r，解得v＝ ，ω＝ . 特点与规律：稳定状态下小球所处的位置越高，半径r越大，角速度ω就越小，线速度v就越大．而小球受到的支持力FN＝和向心力F向＝并不随位置的变化而变化． (2)如图乙所示为圆锥摆模型．向心力F向＝mgtanθ＝m＝mω2r，且r＝Lsinθ，解得v＝ ，ω＝ . 特点与规律：稳定状态下，θ角越大，对应的角速度ω和线速度v就越大，小球受到的拉力F＝和向心力也越大，如生活中火车和飞机等的侧身拐弯． 3．拱形桥与凹形桥 (1)如图丙所示为凹形桥模型，当汽车通过凹形桥的最低点时，向心力F向＝FN－mg＝m. 特点与规律：桥对车的支持力FN＝mg＋mmg，汽车处于超重状态． (2)如图丁所示为拱形桥模型．当汽车通过拱形桥的最高点时，向心力F向＝mg－FN＝m. 特点与规律：桥对车的支持力FN＝mg－mmg，汽车处于失重状态．若v＝，则FN＝0，汽车将脱离桥面做平抛运动． 例2　如图，两个质量均为