1、第3講圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用1勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長_，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)(2)特點(diǎn)：加速度大小_，方向始終指向_，是變加速運(yùn)動(dòng)(3)條件：合外力大小_、方向始終與_方向垂直且指向圓心勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度加速度(考綱要求考綱要求 ) 相等相等不變不變圓心圓心不變不變速度速度2描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：快慢快慢 轉(zhuǎn)動(dòng)快慢轉(zhuǎn)動(dòng)快慢一周一周2r圈數(shù)圈數(shù)方向方向快慢快慢 判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)

2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度不變的曲線運(yùn)動(dòng)()(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心加速度與半徑成反比 ()(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比()(4)比較物體沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢看線速度，比較物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢看周期、角速度()答案(1)(2)(3)(4)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力(考綱要求考綱要求 ) 方向方向 大小大小m2r圓心圓心合力合力分力分力 1.定義：做_的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)_的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng) 2本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著_飛出去的趨勢離心現(xiàn)象離心現(xiàn)象(考綱要求考綱要求 ) 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力所需向心力

3、圓周切線方向圓周切線方向3受力特點(diǎn) 當(dāng)F_時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)F0時(shí)，物體沿_飛出； 當(dāng)F_時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力，如圖431所示圖圖431 mr2切線方向切線方向mr2判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊受重力、支持力和向心力的作用() (2)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)() (3)摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果超過一定速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)，這是因?yàn)槟ν熊囀艿窖匕霃椒较蛳蛲獾碾x心力作用()答案(1)(2)(3)1(多選)下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是 () A線速度不變B角速度不變C加速度為零D

4、周期不變基礎(chǔ)自測基礎(chǔ)自測BD2(多選)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 ()A.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)的位移都相同B.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)通過的路程都相等C.在任何相等的時(shí)間里，連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等D.在任何相等的時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度都相同BC3(單選)下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失后，物體將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失后，物體將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失后，物體將做曲線運(yùn)動(dòng)C4(單選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)

5、均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)半徑分別是乙的一半，當(dāng)甲轉(zhuǎn)動(dòng)80轉(zhuǎn)時(shí)，乙正好轉(zhuǎn)過60轉(zhuǎn)，則甲與乙所受的向心力大小之比為 ()A14B41C49D94解析由題意知m甲m乙12，r甲r乙12，甲乙43，則由Fnm2r知：Fn甲Fn乙49.答案C1圓周運(yùn)動(dòng)各物理量間的關(guān)系熱點(diǎn)一描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量間的關(guān)系熱點(diǎn)一描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量間的關(guān)系【典例1】 如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，則()Aa點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等Ba點(diǎn)

6、和b點(diǎn)的角速度大小相等Ca點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等Da點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等CD1向心力的來源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力2向心力的確定(1)確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面，確定圓心的位置(2)分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力熱點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題熱點(diǎn)二勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題 【典例【典例2 2】(2013(2013重慶卷，重慶卷，8)8)如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R R的半球的半球形陶罐固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上

7、，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸形陶罐固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心與過陶罐球心O O的對稱軸的對稱軸OOOO重合轉(zhuǎn)臺以一定角速度重合轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后，的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對罐壁靜止，它和小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對罐壁靜止，它和O O點(diǎn)的連線與點(diǎn)的連線與OOOO之間的夾角之間的夾角為為6060，重力加速度大小為，重力加速度大小為g.g.(1)若0，小物塊受到的摩擦力恰好為零，求0；(2)若(1k)0，且0k1，求小物塊受到的摩擦力大小和方向圖甲圖甲 (2)當(dāng)當(dāng)(1k)0，且，

8、且0k1時(shí)，所時(shí)，所需要的向心力大于需要的向心力大于0時(shí)的向心力，時(shí)的向心力，故摩擦力方向沿罐壁的切線方向向故摩擦力方向沿罐壁的切線方向向下建立如圖乙所示坐標(biāo)系下建立如圖乙所示坐標(biāo)系圖乙圖乙 當(dāng)當(dāng)(1k)0時(shí)，摩擦力的方時(shí)，摩擦力的方向沿罐壁的切線方向向上建向沿罐壁的切線方向向上建立如圖丙所示的坐標(biāo)立如圖丙所示的坐標(biāo)在水平方向上：在水平方向上：圖丙圖丙 反思總結(jié)圓周運(yùn)動(dòng)問題的解題步驟：【跟蹤短訓(xùn)】2鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)、外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)還與火車在彎道上的行駛速度v有關(guān)下列說法正確的是()A速率v一定時(shí)，r越小，要求h越大B速率v一定時(shí)

9、，r越大，要求h越大C半徑r一定時(shí)，v越小，要求h越大D半徑r一定時(shí)，v越大，要求h越大答案答案AD 1模型條件(1)物體在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)(2)“輕繩模型”在軌道最高點(diǎn)無支撐，“輕桿模型”在軌道最高點(diǎn)有支撐2模型特點(diǎn)該類問題常有臨界問題，并伴有“最大”“最小”“剛好”等詞語，現(xiàn)對兩種模型分析比較如下：物理建模物理建模6.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“輕繩、輕桿輕繩、輕桿”模型模型【典例】 如圖437所示，2012年8月7日倫敦奧運(yùn)會(huì)體操男子單杠決賽，荷蘭選手宗德蘭德榮獲冠軍若他的質(zhì)量為60 kg，做“雙臂大回環(huán)”，用雙手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運(yùn)動(dòng)此過程中，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)手臂受的總拉力至少約為(忽略空氣阻力，g10 m/s2)()A600 NB2 400 NC3 000 ND3 600 N圖圖437 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) 答案答案C 圖圖438 答案答案A 附：對應(yīng)高考題組