高考物理总复习 4 第3讲 圆周运动的规律及应用教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案.docx

第3讲圆周运动的规律及应用一、描述圆周运动的物理量1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量v＝eq\f(ΔsΔt)＝eq\f(2πrT)。2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量ω＝eq\f(ΔθΔt)＝eq\f(2πT)。3．周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量T＝eq\f(2πrv)T＝eq\f(1f)。4．向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量an＝rω2＝eq\f(v2r)＝ωv＝eq\f(4π2T2)r。5．向心力：作用效果产生向心加速度Fn＝man。6．相互关系：(1)v＝ωr＝eq\f(2πT)r＝2πrf。(2)an＝eq\f(v2r)＝rω2＝ωv＝eq\f(4π2T2)r＝4π2f2r。(3)Fn＝man＝meq\f(v2r)＝mω2r＝mreq\f(4π2T2)＝mr4π2f2。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：线速度大小不变的圆周运动。(2)性质：向心加速度大小不变方向总是指向圆心的变加速曲线运动。(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圆心。2．非匀速圆周运动(1)定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动。(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它只改变速度的大小。②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度Fn＝man它只改变速度的方向。三、离心运动1．本质：做圆周运动的物体由于本身的惯性总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向。2．受力特点(如图所示)(1)当F＝mrω2时物体做匀速圆周运动。(2)当F＝0时物体沿切线方向飞出。(3)当F<mrω2时物体逐渐远离圆心F为实际提供的力。(4)当F>mrω2时物体逐渐向圆心靠近做近心运动。(判断正误正确的画“√”错误的画“×”。)1．匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(×)2．做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比。(×)3．做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力。(√)4．做圆周运动的物体所受的合外力不一定指向圆心。(√)5．做圆周运动的物体所受的合外力突然消失物体将沿圆周的半径方向飞出。(×)1．(描述圆周运动的物理量)共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点等公共服务区提供的自行车单车共享服务是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统利用圆锥齿轮90°轴交将动力传至后轴驱动后轮转动杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图其中A是圆锥齿轮转轴上的点B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是()A．B点与C点的角速度ωB＝ωCB．C点与A点的线速度vC＝eq\f(rBrA)vAC．B点与A点的角速度ωB＝eq\f(rArB)ωAD．A点和C点的线速度vA＝eq\f(rArC)vC解析由圆锥齿轮的特点得vB＝vC根据v＝ωr可知ωB≠ωCA项错误；vC＝vB＝eq\f(rBrA)vAB项正确D项错误；A、B同轴转动角速度相同C项错误。答案B2．(向心力)如图所示一圆盘可绕一过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动在圆盘上放置一个木块当圆盘匀速转动时木块随圆盘一起运动那么()A．木块受到圆盘对它的摩擦力方向背离圆盘中心B．木块受到圆盘对它的摩擦力方向指向圆盘中心C．因为木块随圆盘一起运动所以木块受到圆盘对它的摩擦力方向与木块的运动方向相同D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析：由于圆盘转动时以转动的圆盘为参考系物体的运动趋势是沿半径向外背离圆心的所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心。从做匀速圆周运动的物体必须有力提供向心力的角度来分析木块随圆盘一起做匀速圆周运动它必须受到沿半径指向圆心的合力只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心所以B项正确。答案B3．(离心现象)(多选)如图所示光滑水平面上一质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时拉力F发生变化则下列关于小球运动情况的说法正确的是()A．若拉力突然消失小球将沿轨迹Pa做离心运动B．若拉力突然变小小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变小小球将沿轨迹Pb做离心运动D．若拉力突然变大小球将沿轨迹Pc做近心运动解析由F＝eq\f(mv2R)知若拉力变小则F不能提供所需的向心力R变大小球做离心运动。反之若F变大小球