2016届高三物理一轮复习圆周运动的规律及应用概要.ppt

【想一想】 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，且r甲r乙，试比较以下几种情况下甲、乙两物体的向心加速度大小． ①线速度相等　②角速度相等　③周期相等 【填一填】 【想一想】 　在圆周运动中，向心力一定指向圆心吗？合力一定指向圆心吗？ 提示：无论匀速圆周运动，还是非匀速圆周运动，向心力一定指向圆心，匀速圆周运动的合力提供向心力，一定指向圆心，非匀速圆周运动的合力不一定指向圆心． 【填一填】 1．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的 处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动． (2)性质：向心加速度大小 ，方向总是指向 的变加速曲线运动． (3)质点做匀速圆周运动的条件： 合力 不变，方向始终与速度方向 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 ． 【想一想】 如图所示，游乐场的旋转飞椅非常刺激有趣，当转速逐渐增大时，飞椅会飘得越来越高，请思考其中的道理． 【填一填】 1．离心运动 (1)定义：做 的物体，在所受合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Fmω2r时，物体逐渐 圆心，做离心运动． 2．近心运动 当提供向心力的合力大于做圆周运动所需向心力时，即Fmω2r，物体将逐渐 圆心，做近心运动． 基础自测 1．关于匀速圆周运动的说法，正确的是(　　) ①匀速圆周运动的速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度　②做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻都在改变，所以必有加速度　③做匀速圆周运动的物体，加速度的大小保持不变，所以是匀变速曲线运动　④匀速圆周运动加速度的方向时刻都在改变，所以匀速圆周运动一定是变加速曲线运动 A．①②　　　 B．③④ C．②④ D．①③ 解析：速度和加速度都是矢量，做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻在改变，速度时刻发生变化，必然具有加速度．加速度大小虽然不变，但方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动． 答案：C 2．如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服(　　) A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用 B．所需的向心力由重力提供 C．所需的向心力由弹力提供 D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大 解析：衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用，A错；衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力，由于重力与静摩擦力平衡，故弹力提供向心力，即FN＝mω2r，转速越大，FN越大．C对，B、D错． 答案：C 3．如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力．下列说法中正确的是(　　) ①半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大 ②半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小 ③半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大 ④半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案：B 4．在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　) A．l、ω不变，m越小线越易被拉断 B．m、ω不变，l越小线越易被拉断 C．m、l不变，ω越大线越易被拉断 D．m不变，l减半且角速度ω加倍时，线的拉力不变 解析：由向心力表达式F线＝F向＝mω2l可知，线上拉力F线越大，线越易断，故选项A、B错误，C正确；若m不变，l减半，角速度ω加倍时，线的拉力加倍，故D错误． 答案：C 【典例1】　(2014年芜湖模拟)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＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边沿接触．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＝35 cm，小齿轮的半径R2＝4.0 cm，大齿轮的半径R3＝10.0 cm.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车轮之间无相对滑动) [思路点拨]　求解此题应注意以下两点： (1)凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边沿上各点的线速度大小相