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,歡迎進入物理課堂,第三單元圓周運動,1．定義做圓周運動的物體，若在相等的時間內(nèi)通過的圓弧長，就是勻速圓周運動．2．特點加速度大小，方向始終指向，是變加速運動．,,相等,不變,圓心,3．條件合外力大小、方向始終與方向垂直且指向圓心．,不變,速度,描述圓周運動的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：,快慢,轉動,快慢,一周,圈數(shù),,,方向,快慢,方向,大小,圓心,rω2,1．離心運動做勻速圓周運動的物體，在所受的合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需的時，就做逐漸遠離圓心的運動，即離心運動．2．近心運動做勻速圓周運動的物體，當所受的合外力大于物體做圓周運動所需的向心力時，物體做圓周運動的軌道半徑，逐漸靠近，做近心運動．,向心力,變小,圓心,1．向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的力，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力．,2．向心力的確定首先確定圓周運動的軌道所在的平面；其次找出軌道圓心的位置，然后分析圓周運動物體所受的力，并作出受力圖，最后找出這些力指向圓心方向的合力就是向心力．當分析向心力的來源采用正交分解法時，做圓周運動的物體在坐標原點，一定有一個坐標軸沿著半徑指向圓心．,,1．根據(jù)題意確定研究對象，并對其畫出受力圖．2．分析圓周運動的軌道平面和圓心位置．3．找出提供圓周運動的向心力，并列出方程式：4．解方程、統(tǒng)一單位、代入數(shù)據(jù)、求出結果．5．對結果加以討論，看是否符合題意或?qū)嶋H情況．,【例1】勻速圓周運動屬于()A．勻速運動B．勻加速運動C．加速度不變的曲線運動D．加速度變化的曲線運動,解析：此題關鍵是考查對基本概念和知識的理解，分析要從概念入手抓住概念的本質(zhì)．線速度是矢量，在勻速圓周運動中，線速度大小不變，但方向不斷變化，所以勻速圓周運動是一個變速曲線運動或者稱為速率一定的曲線運動，由于其加速度為向心加速度，其方向始終指向圓心，因此加速度方向也不斷發(fā)生變化，所以選項D正確．答案：D,高分通道由于勻速圓周運動的線速度和加速度的大小保持不變，因此若對線速度和加速度的矢量性理解不清，就會出現(xiàn)類似選項ABC的錯誤，關鍵在于理解物理量的含義．,?變式1：質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如圖1所示，那么()A．因為速率不變，所以石塊的加速度為零B．石塊下滑過程中受的合外力越來越大C．石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變D．石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心,圖1,解析：由于石塊做勻速圓周運動，只存在向心加速度，大小不變，方向始終指向球心，D對，A錯．由F合＝F向＝ma向知合外力大小不變，B錯，又因石塊在運動方向(切線方向)上合力為零，才能保證速率不變，在該方向重力的分力不斷減小，所以摩擦力不斷減小，C錯．答案：D,【例2】如圖2所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在轉動過程中，皮帶不打滑，則()A．a(chǎn)點與b點的線速度大小相等B．a(chǎn)點與b點的角速度大小相等C．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等D．a(chǎn)點與d點的向心加速度大小相等,圖2,答案：CD,高分通道相關聯(lián)物體的圓周運動問題，抓住以下兩點：(1)固定在一起共軸轉動的物體上各點的角速度相等．(2)不打滑的摩擦傳動、皮帶輪傳動的兩輪邊緣上各點的線速度大小相等．,答案：BC,【例3】在一個內(nèi)壁光滑的圓錐桶內(nèi)，兩個質(zhì)量相等的小球A、B緊貼著桶的內(nèi)壁分別在不同高度的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖4所示，則()A．兩球?qū)ν氨诘膲毫ο嗟菳．A球的線速度一定大于B球的線速度C．A球的角速度一定大于B球的角速度D．兩球的周期相等,答案：AB,高分通道解決圓周運動問題的關鍵：①確定研究對象的軌道平面和圓心．②向心力的來源．,?變式3：一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉動，角速度是4rad/s.盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個質(zhì)量為0.10kg的小物體能夠隨圓盤一起運動，如圖6所示．(1)求物體做勻速圓周運動時所受向心力的大?。?2)關于物體的向心力，甲、乙兩人有不同意見：甲認為該向心力等于圓盤對物體的靜摩擦力，指向圓心；乙認為物體有向前運動的趨勢，摩擦力方向和相對運動趨勢的方向相反，即向后，而不是和運動方向垂直，因此向心力不可能是靜摩擦力．你的意見是什么？說明理由．,解析：(1)根據(jù)牛頓第二運動定律得：F＝mω2r＝0.1420.1N＝0.16N.(2)甲的意見是正確的．靜摩擦力的方向與物體相對接觸面運動的趨勢方向相反．設想一下，如果在運動過程中，轉盤突然變得光滑了，物體將沿軌跡切線方向滑動，這就如同在光滑的水平面上，一根細繩一端固定在豎直立柱上，一端系一小球，讓小球做勻速圓周運動，突然剪斷細繩一端，小球?qū)⒀剀壽E切線方向飛出．這說明物體在隨轉盤勻速轉動的過程中，相對轉盤有沿半徑向外的運動趨勢．,答案：(1)0.16N(2)同意甲的意見,1．下列關于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A．當物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都消失時，它將做背離圓心的圓周運動C．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都突然消失時，它將沿切線做直線運動D．做勻速圓周運動的物體，當它所受的一切力都突然消失時，它將做曲線運動,解析：沒有離心力，是慣性使物體遠離圓心，沿切線飛出，因此C正確．答案：C,答案：A,3．如圖8所示為甲、乙兩球做勻速圓周運動時向心加速度隨半徑變化的關系圖線，甲圖線為雙曲線的一支，乙圖線為直線．由圖象可以知道()A．甲球運動時，線速度的大小保持不變B．甲球運動時，角速度的大小保持不變C．乙球運動時，線速度的大小保持不變D．乙球運動時，角速度的大小保持不變,答案：AD,4．汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙，以下說法正確的是()A．Ff甲小于Ff乙B．Ff甲等于Ff乙C．Ff甲大于Ff乙D．Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關,答案：A,5．如圖9所示，將完全相同的兩小球A、B，用長L＝0.8m的細繩懸于以v＝4m/s向左勻速運動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸．由于某種原因，小車突然停止，此時懸線中張力之比FA∶FB為(g＝10m/s2)()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4,答案：C,6．如圖10所示，直徑為d的紙制圓筒以角速度ω繞垂直紙面的軸O勻速運動(圖示為截面)．從槍口發(fā)射的子彈沿直徑穿過圓筒．若子彈在圓筒旋轉不到半周時，在圓周上留下a、b兩個彈孔，已知aO與bO夾角為θ，求子彈的速度．,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,