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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章曲线运动,第3讲圆周运动,1/42,2/42,1.知道圆周运动是变速运动，了解描述匀速圆周运动物理量及其关系,2.了解向心力概念，能分析向心力起源，能利用向心力公式进行计算,3.能分析水平面内、竖直平面内最高点和最低点圆周运动问题,4.知道离心运动及其产生原因，能分析生活中离心现象,3/42,1.圆周运动：运动轨迹是_运动物体在做转动时，除转动轴外，其上任一点都在做圆周运动做圆周运动物体，线速度方向在圆周_方向，且时刻改变圆周运动是_运动,2.匀速圆周运动：质点沿圆周运动，假如在_时间里经过圆弧长度,s,相等(即线速度大小不变)，就是做匀速圆周运动匀速圆周运动是“_”圆周运动，是变速运动,圆,切线,变速,任意相等,匀速率,4/42,5/42,R,v,6/42,合外力,ma,n,效果,消失,向心力,圆心,7/42,8/42,1.圆周运动各物理量间关系,圆周运动运动学问题,9/42,10/42,4.常见三种传动方式及特点,(1)皮带传动：如图甲、乙所表示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即,v,A,v,B,.,(2)摩擦传动：如图所表示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即,v,A,v,B,.,11/42,(3)同轴传动：如图甲、乙所表示，绕同一转轴转动物体，角速度相同，,A,B,，由,v,r,知,v,与,r,成正比,12/42,典题演示1,(金陵中学),如图所表示，,B,和,C,是一组塔轮，即,B,和,C,半径不一样，但固定在同一转动轴上，其半径之比为,R,B,R,C,32，,A,轮半径大小与,C,轮相同，它与,B,轮紧靠在一起，当,A,轮绕过其中心竖直轴转动时，因为摩擦作用，,B,轮也随之无滑动地转动起来,a,、,b,、,c,分别为三轮边缘三个点，则,a,、,b,、,c,三点在运动过程中(),A.线速度大小之比为322,B.角速度之比为332,C.转速之比为232,D.向心加速度大小之比为964,D,13/42,14/42,1.求解圆周运动动力学问题做好“三分析”,一是几何关系分析，目标是确定圆周运动圆心、半径等；,二是运动分析，目标是表示出物体做圆周运动所需要向心力公式(用运动学量来表示)；,三是受力分析，目标是利用力合成与分解知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供向心力,圆周运动中动力学问题,15/42,2.圆周运动问题解题步骤,16/42,典题演示2,(扬州一模改编),夏季游乐场“飞舟冲浪”项目受到游客欢迎，简化模型如图，一游客(可视为质点)以某一水平速度,v,0,从,A,点出发沿光滑圆轨道运动，至,B,点时脱离轨道，最终落在水面上,C,点，不计空气阻力以下说法中正确是(),A.在,A,点时，游客对圆轨道压力等于其重力,B.在,B,点时，游客向心加速度为,g,C.,B,到,C,过程，游客做变加速运动,D.,A,到,B,过程，游客水平方向加速度先增大后减小,D,17/42,【解析,】,在,A,点，游客含有竖直向下向心加速度，此瞬间处于失重状态，对轨道压力小于其重力，故A错误；游客在,B,点刚离开轨道，则游客对圆轨道压力为零，游客向心加速度小于,g,，故B错误；从,B,到,C,过程，游客只受重力作用，做匀变速曲线运动，故C错误；游客在,A,点时协力沿竖直方向，在,B,点时协力也沿竖直方向，但在中间过程某点支持力却有水平向右分力，所以游客水平方向加速度必定先增大后减小，故D正确,18/42,1.实例特点,(1)运动轨迹是圆,(2)向心力方向沿半径指向圆心,(3)向心力起源：一个力或几个力协力或某个力分力,匀速圆周运动实例分析,19/42,2.运动实例：汽车、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等,(1)汽车(或自行车)在水平路面上转变：此时路面对汽车(或自行车)静摩擦力提供向心力，这个力作用是用来改变汽车(或自行车)行驶方向,(2)火车拐弯：如图所表示，在转弯处使外轨略高于内轨，火车驶过转弯处时，铁轨对火车支持力,F,N,方向不再是竖直，而是斜向弯道内侧，它与重力,G,协力指向圆心，提供火车转弯时所需向心力,20/42,设内、外轨间距离为,L,，内、外轨高度差为,h,，火车转弯半径为,R,，火车转弯要求速度为,v,0,，如图所表示，可得向心力为,21/42,22/42,23/42,A,24/42,【解析,】,小车拐弯时，需要力来提供向心力，B、D选项图中两轮子高度一直相同，轨道对它支持力不能提供向心力，B、D选项错误；A项图中小车拐弯时,a,侧车轮将高于,b,侧车轮，轨道对小车弹力斜向右上方，弹力沿水平方向分力能够来提供向心力，A项正确，B项错误,25/42,从图能够得到以下结论：,(1)做圆周运动质点，当合外力消失时，它就以这一时刻速度沿切线方向飞去,(2)当合外力突然减小为某一个值时，物体将会在切线方向与圆周之间做离心运动,离心运动问题,26/42,注意：做离心运动质点不存在所谓“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力(不论是以什么方式命名力，只要是真实存在，一定有施力物体),离心运动学特征是逐步远离圆心运动，动力学特征是合外力消失或不足以提供所需向心力,若提供向心力大于物体所需向心力时，表现为向心运动趋势(离圆心越来越近),27/42,C,28/42,【解析,】,当圆盘转速加紧到两物体刚要发生滑动时，乙靠甲拉力与圆盘最大静摩擦力协力提供向心力做匀速圆周运动，松手后，乙所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要向心力，乙要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，不过甲所需要向心力小于甲最大静摩擦力，所以甲仍保持相对圆盘静止状态，C正确,29/42,30/42,1.如图所表示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm，大齿轮半径为20 cm，大齿轮中,C,点离圆心,O,2,距离为10 cm，,A,、,B,分别为两个齿轮边缘上点，则,A,、,B,、,C,三点(),A.线速度之比为111,B.角速度之比为111,C.向心加速度之比为421,D.转动周期之比为211,C,31/42,32/42,2.(,无锡一模,)如图所表示，一个内壁光滑圆锥面轴线,OO,是竖直，顶点,O,在下方，锥角为2,.若有两个相同小球,A,与,B,(均视为质点)在圆锥内壁上沿不一样轨道做匀速圆周运动，则有(),A.,A,与,B,动能相同,B.,A,与,B,运动周期相同,C.锥壁对,A,与,B,支持力大小相等,D.,A,与,B,两球向心加速度,a,A,a,B,C,33/42,34/42,D,35/42,36/42,4.,(盐城中学),如图所表示装置中，,A,、,B,两球质量都为,m,，且绕竖直轴做一样圆锥摆运动，木块质量为2,m,，则木块运动情况是(),A.静止不动 B.向下运动,C.向上运动 D.上下振动,A,37/42,【解析,】,因两球质量都为,m,，且绕竖直轴做一样圆锥摆运动，由对称性可设,A,球受其上绳子拉力为,T,，绳子与圆平面夹角为,，则,T,sin,mg,，所以右边,A,、,B,两个绳子在竖直方向协力即上面一根绳子拉力为2,T,sin,2,mg,，依据定滑轮特点知左边绳子受到向上拉力为2,mg,，对木块进行受力分析，受到绳子拉力和重力，都为2,mg,，受力平衡，所以木块静止不动，故A选项正确,38/42,AC,39/42,【解析,】,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动趋势，说明此处公路内侧较低外侧较高，选项A正确；车速只要低于,v,0,，车辆便有向内侧滑动趋势，但不一定向内侧滑动，选项B错误；车速即使高于,v,0,，因为车轮与地面有摩擦力，但只要不超出某一最高程度，车辆便不会向外侧滑动，选项C正确；依据题述，汽车以速率,v,0,转弯，需要指向内侧向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动趋势，没有受到摩擦力，所以当路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时,v,0,值不变，选项D错误,40/42,ACD,41/42,42/42,
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