.《金版新学案》2012高考物理一轮 第4章 第二讲 圆周运动及其应用课件 新人教版必修2.ppt

第二讲　圆周运动及其应用 一、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、匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1．匀速圆周运动 (1)定义：如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动． (2)性质：向心加速度大小 ，方向 的变加速曲线运动． (3)质点做匀速圆周运动的条件：合力大小 ，方向始终与速度方向 且指向圆心． 2．非匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小、方向均 的圆周运动． (2)合力的作用 ①合力沿速度方向的分量Ft 产生切向加速度，Ft＝mat，它只改变速度的 ②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的 三、离心运动和向心运动 1．离心运动 (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 飞出去的倾向． (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，如右图所示． 2．向心运动 当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时，即Fmrω2，物体渐渐向 ，如右上图所示． 二、向心力的来源分析 向心力不是和重力、弹力、摩擦力等相并列的一种性质的力，是根据力的效果命名的，在分析做圆周运动的质点受力情况时，切不可在物体所受的作用力(重力、弹力、摩擦力、万有引力等)以外再添加一个向心力．向心力可能是物体受到的某一个力，也可能是物体受到的几个力的合力或某一个力的分力． 例：几种常见的匀速圆周运动的实例 三、火车转弯问题 在火车转弯处，让外轨高于内轨，如右图所示，转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供． 设车轨间距为L，两轨高度差为h，车转弯半径为R，质量为M的火车运行时应当有多大的速度？ 1.如右图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是(　　) A．它们的运动周期都是相同的 B．它们的速度都是相同的 C．它们的线速度大小都是相同的 D．它们的角速度是不同的 解析：　地球上的物体均绕一个轴运动，其角速度、周期都相同，由v＝Rω知，R不同则v不同，只有A正确． 答案：　A 2．关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法正确的是(　　) A．与线速度方向始终垂直　　　 B．与线速度方向始终相反 C．始终指向圆心 D．始终保持不变 答案：　AC 3.(2011·上海市嘉定区一模)如右图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是(　　) A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的 B．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 C．加快脱水桶转动使角速度增大，脱水效果会更好 D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 答案：　B 4.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如右图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(　　) 答案：　B 5．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下数据：在时间t内踏脚板转动的圈数N，那么踏板转动的角速度ω＝________；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有________；自行车骑行速度的计算公式v＝________. 如下图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑．在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，求： (1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC； (2)A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC； (3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC. 【思路点拨】　O1、O2轮靠皮带相连，轮子边缘点的线速度大小相同；O1、O3轮通过转轴相连，轮子上各点具有相同的角速度． 答案：　(1)2∶2∶1　(2)1∶2∶1　(3)2∶4∶1 分析本题的关键有两点：其一是绕同一轮轴转动的各点角速度相同；其二是皮带不打滑时，与皮带接触的各点线速度大小相同． 1－1：如下图所示为一种“滚轮—平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦的作用，当平