第04章 第03讲 圆周运动.ppt

考纲点击：1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(Ⅰ)2.匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)3.离心现象(Ⅰ) 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：线速度__________的圆周运动． (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： 合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向____． 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Fτ产生切向加速度，Fτ＝maτ，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 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所需_________的情况下，所做的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_____，总有沿着圆周__________飞出去的倾向． 3．受力特点 (1)当F＝mω2r时，物体做___________运动； (2)当F＝0时，物体沿_____方向飞出； (3)当F＜mω2r时，物体逐渐_____圆心，做离心运动． 4．近心运动 当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时，即F＞mω2r，物体将逐渐________圆心，做近心运动． 6．匀速圆周运动物体的向心力是产生向心加速度的原因．(　　) 7．做圆周运动的物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动．(　　) 8．摩托车转弯时，如果超过一定速度，摩托车将发生滑动，这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用．(　　) 【答案】 1．×　2.×　3.×　4.√　5.√　6.√　7.√　8.× A．A的速度比B的大 B．A与B的向心加速度大小相等 C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 【尝试训练】 长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在同一水平面内做圆锥摆运动，如图所示，则有关两个圆锥摆的物理量相同的是(　　) A．周期　　　　　 B．线速度的大小 C．向心力　 D.绳的拉力 【跟踪训练】 2.在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长H＝50 m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m＝50 kg的被困人员B，直升机A和被困人员B以v0＝10 m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在5 s时间内，A、B之间的竖直距离以l＝50－t2(单位：m)的规律变化，取g＝10 m/s2. (1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小． (2)求在5 s末被困人员B的速度大小及位移大小． (3)直升机在t＝5 s时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度大小以及悬索对被困人员B的拉力大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 解析：(1)被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移y＝H－l＝50－(50－t2)＝t2，由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零，加速度a＝2 m/s2的匀加速直线运动 由牛顿第二定律可得F－mg＝ma 解得悬索的拉力大小F＝m(g＋a)＝600 N. 1．有关临界问题常出现在变速圆周运动中．竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动，常见的模型有“轻绳模型”和“轻杆模型”．这两种模型的区别为“轻绳”只能对小球产生拉力，而“轻杆”既可对小球产生拉力也可对小球产生支持力．一般情况下，只讨论最高点的情况. 竖直面内圆周运动的临界问题 长L＝0.5 m质量可忽略的细杆，其一端可绕O点在竖直平面内无摩擦地转动，另一端固定着一个小球A.A的质量为m＝2 kg，如图所示，求在下列两种情况下，球在最高点时杆对小球的作用力： [解题探究](1)小球由最低点到最高点的过程中，遵循什么规律？ (2)细杆对小球作用力的方向是怎样的？ 提示：(1)机械能守恒定律． (2)可能竖直向上，也可能竖直向下． 答案：(1)16 N　方向向上　(2)44 N　方向向下 【跟踪训练】 3．(2014·日照模拟)如图所示，半径为R的光滑圆环轨道竖直放置，一质量为m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动，则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为(　　) A．3 mg　　　　　　 B．4 mg C．5 mg　 D.6 mg 学科