曲线运动(3)圆周运动.docVIP

第三模块：圆周运动 『夯实基础知识』匀速圆周运动 1、定义：物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。 2、分类： ⑴匀速圆周运动：物体在大小恒定而方向总跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲线运动。 注意：这里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等． ⑵变速圆周运动：如果物体受到约束，只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动．合力的方向并不总跟速度方向垂直． 3、描述匀速圆周运动的物理量 轨道半径（r）：对于一般曲线运动，可以理解为曲率半径。 线速度（v）：①定义：质点沿圆周运动，质点通过的弧长S和所用时间t的比值，叫做匀速圆周运动的线速度。 ②定义式： ③线速度是矢量：质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上，实际上，线速度是速度在曲线运动中的另一称谓对于匀速圆周运动，线速度的大小等于平均速率。 角速度（ω，又称为圆频率）： ①②大小： (φ是t时间内半径转过的圆心角) 物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢 周期（T）：频率（f，或转速n）：物体在单位时间内完成的圆周运动的次数。 各物理量之间的关系： 注意：计算时，均采用国际单位制，角度的单位采用弧度制。 圆周运动的向心加速度 ①②大小（还有其它的表示形式，如：）其方向时刻改变且时刻指向圆心。对于一般的非匀速圆周运动，公式仍然适用，为物体的加速度的法向加速度分量，r为曲率半径；物体的另一加速度分量为切向加速度，表征速度大小改变的快慢（对匀速圆周运动而言，=0） 圆周运动的向心力 匀速圆周运动的物体受到的合外力常常称为向心力，向心力的来源可以是任何性质的力，常见的提供向心力的典型力有万有引力、洛仑兹力等。对于一般的非匀速圆周运动，物体受到的合力的法向分力提供向心加速度（下式仍然适用），切向分力提供切向加速度。 向心力的大小为：（还有其它的表示形式，如： ）；向心力的方向时刻改变且时刻指向圆心。 实际上，向心力公式是牛顿第二定律在匀速圆周运动中的具体表现形式。 五、离心运动 1、定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力情况下，就做远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。 2、本质： ①离心现象是物体惯性的表现。 ②离心运动并非沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。 ③离心运动并不是受到什么离心力，根本就没有这个离心力。 3、条件： 当物体受到的合外力时，物体做匀速圆周运动； 当物体受到的合外力时，物体做离心运动 当物体受到的合外力时，物体做近心运动 实际上，这正是力对物体运动状态改变的作用的体现，外力改变，物体的运动情况也必然改变以适应外力的改变。4．两类典型的曲线运动的分析方法比较 （1）对于平抛运动这类“匀变速曲线运动”，我们的分析方法一般是“在固定的坐标系内正交分解其位移和速度”，运动规律可表示为 ； （2）对于匀速圆周运动这类“变变速曲线运动”，我们的分析方法一般是“在运动的坐标系内正交分解其力和加速度”，运动规律可表示为 类型题： 匀速圆周运动的基本解法练习【例题】做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是（　 　） A．速度 B．速率 C．角速度 D．加速度 【例题】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　） A．匀速圆周运动是匀速运动 B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C．物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动 D．做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态 【例题】关于向心力的说法正确的是（　 　） A．物体由于作圆周运动而产生一个向心力 B．向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小 C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力 D．做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力 【例题】如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是（　 　） A．重力、支持力 B．重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．重力、向心力 D．重力、支持力、向心力、摩擦力【例题】(00天津)在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为。设拐弯路段是半径为的圆弧，要使车速为时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，应等于（） B、 C、 D、 【例题】如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m=10kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。以知AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间