1、一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量,第3單元圓周運(yùn)動(dòng),二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng) 1勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：線(xiàn)速度 的圓周運(yùn)動(dòng) (2)性質(zhì)：向心加速度大小 ，方向 的變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (3)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件： 合力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向 2非勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：線(xiàn)速度大小、方向均 的圓周運(yùn)動(dòng) (2)合力的作用 合力沿速度方向的分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)tmat，它只改變速度的 ,大小不變,不變,總是指向圓心,圓心,發(fā)生變化,大小,合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度Fnman，它只改變速度的 ,方向,三、離心運(yùn)動(dòng) 1本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著

2、飛出去的傾向 2受力特點(diǎn)(如圖所示) (1)當(dāng)F 時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)； (2)當(dāng)F0時(shí)，物體沿 飛出； (3)當(dāng)Fm2r時(shí)，物體逐漸向 靠近,圓周切線(xiàn)方向,m2r,切線(xiàn)方向,m2r,圓心,溫馨提示(1)物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用，而是物體慣性的表現(xiàn) (2)物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，并非沿半徑方向飛出，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大或沿切線(xiàn)方向飛出,1下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是() A勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小保持不變，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有加速度 B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻都在改變，所以必有加速度 C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小保持不變，所以是勻變速

3、(曲線(xiàn))運(yùn)動(dòng) D勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度大小雖然不變，但加速度的方向始終指向圓心，加速度的方向時(shí)刻都在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)既不是勻速運(yùn)動(dòng)，也不是勻變速運(yùn)動(dòng),解析：速度和加速度都是矢量，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻在改變，速度時(shí)刻發(fā)生變化，必然具有加速度加速度大小雖然不變，但方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)故本題選B、D. 答案：BD,2在光滑的水平面上，用長(zhǎng)為l的細(xì)線(xiàn)拴一質(zhì)量為m的小球，以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是() Al、不變，m越大線(xiàn)越易被拉斷 Bm、不變，l越小線(xiàn)越易被拉斷 Cm、l不變，越大線(xiàn)越易被拉斷 Dm不變，l減半且角速度加倍

4、時(shí)，線(xiàn)的拉力不變 解析：由向心力表達(dá)式F線(xiàn)F向m2l可知，線(xiàn)上拉力F線(xiàn)越大，線(xiàn)越易斷，故選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤；若m不變，l減半，角速度加倍時(shí)，線(xiàn)的拉力加倍，故D錯(cuò)誤 答案：AC,3.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為.下列說(shuō)法中正確的是() A小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng) C越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大 D越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大,答案：C,4.如圖一個(gè)光滑的水平軌道AB，與一光滑的圓形軌道BCD相接，其中圓軌道在豎直平面內(nèi)，D為最高點(diǎn)，

5、B為最低點(diǎn)，半徑為R.一質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿AB運(yùn)動(dòng)，恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則() Am越大，v0值越大 BR越大，v0值越大 Cv0值與m、R無(wú)關(guān) Dm與R同時(shí)增大，有可能使v0不變,答案：B,2傳動(dòng)裝置特點(diǎn) (1)同軸傳動(dòng) 固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)角速度相同,(2)皮帶傳動(dòng) 不打滑的摩擦傳動(dòng)和皮帶(或齒輪)傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等 3注意問(wèn)題 (1)在討論v、r三者關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法，即保持其中一個(gè)量不變來(lái)討論另外兩個(gè)量的關(guān)系 (2)在處理傳動(dòng)裝置中各量間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)首先明確傳動(dòng)的方式及傳動(dòng)的特點(diǎn),例1(2013年湛江模擬)如圖所示，一種向自行車(chē)車(chē)燈供電的小發(fā)電機(jī)的

6、上端有一半徑r01.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊沿接觸當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力自行車(chē)車(chē)輪的半徑R135 cm，小齒輪的半徑R24.0 cm，大齒輪的半徑R310.0 cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比 (假定摩擦小輪與自行車(chē)車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)),思路點(diǎn)撥求解此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子，兩輪邊沿上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等； (2)凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等 自主解答大小齒輪間、摩擦小輪和車(chē)輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同，兩輪邊緣各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等，由v2n

7、r可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比；小齒輪和車(chē)輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同大齒輪與小齒輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為：n1：n小R2R3.車(chē)輪與小齒輪之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系為：n車(chē)n小車(chē)輪與摩擦小輪之間的關(guān)系為：n車(chē)：n2r0：R1.由以上各式可解出大齒輪和摩擦小輪之間的轉(zhuǎn)速之比為：n1：n22175. 答案2175,1.如圖所示兩個(gè)靠摩擦傳動(dòng)的輪，小輪半徑為10 cm，大輪半徑為20 cm，大輪中C點(diǎn)離圓心O2的距離為10 cm，A、B分別為兩個(gè)輪邊緣上的點(diǎn)，則A、B、C三點(diǎn)的() A線(xiàn)速度大小之比為111 B角速度之比為111 C向心加速度大小之比為421 D轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為211,答案：C,要點(diǎn)二圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力

8、學(xué)問(wèn)題分析 1向心力的來(lái)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 3解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的主要步驟 (1)審清題意，確定研究對(duì)象；,(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，即物體的線(xiàn)速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等； (3)分析物體的受力情況，畫(huà)出受力示意圖，確定向心力的來(lái)源； (4)據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程； (5)求解、討論 溫馨提示(1)無(wú)論

9、勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿半徑指向圓心的合力均為向心力 (2)當(dāng)采用正交分解法分析向心力的來(lái)源時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在坐標(biāo)原點(diǎn)，一定有一個(gè)坐標(biāo)軸沿半徑指向圓心,畫(huà)圖尋法(1)物塊靜止時(shí)，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析如圖所示 (2)摩擦力為零時(shí)物塊受力如圖所示,2在一次抗洪救災(zāi)工作中，一架直升機(jī)A用長(zhǎng)H50 m的懸索(重力可忽略不計(jì))系住一質(zhì)量m50 kg的被困人員B，直升機(jī)A和被困人員B以v010 m/s的速度一起沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示某時(shí)刻開(kāi)始收懸索將人吊起，在5 s時(shí)間內(nèi)，A、B之間的豎直距離以l50t2(單位：m)的規(guī)律變化，取g10 m/s2.,(1)求這段時(shí)間內(nèi)懸索對(duì)被困人員B的

10、拉力大小 (2)求在5 s末被困人員B的速度大小及位移大小 (3)直升機(jī)在t5 s時(shí)停止收懸索，但發(fā)現(xiàn)仍然未脫離洪水圍困區(qū)，為將被困人員B盡快運(yùn)送到安全處，飛機(jī)在空中旋轉(zhuǎn)后靜止在空中尋找最近的安全目標(biāo)，致使被困人員B在空中做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示此時(shí)懸索與豎直方向成37角，不計(jì)空氣阻力，求被困人員B做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小以及懸索對(duì)被困人員B的拉力大小(sin 370.6，cos 370.8) 解析：(1)被困人員在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上被困人員的位移yHl50(50t2)t2，由此可知，被困人員在豎直方向上做初速度為零，加速度a2 m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律可得Fm

11、gma 解得懸索的拉力大小Fm(ga)600 N.,要點(diǎn)三豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),溫馨提示輕繩模型和輕桿模型通過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件不同，其原因是輕繩只能對(duì)小球產(chǎn)生拉力，不能提供支持力，而輕桿既可對(duì)小球產(chǎn)生拉力，也可對(duì)小球提供支持力,例3(2013年揚(yáng)州中學(xué)月考)如圖所示，LMPQ是光滑軌道，LM水平，長(zhǎng)為5.0 m，MPQ是一半徑為R1.6 m的半圓，QOM在同一豎直線(xiàn)上，在恒力F作用下，質(zhì)量m1 kg的物體A從L點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到M時(shí)立即停止用力欲使A剛好能通過(guò)Q點(diǎn)，則力F大小為多少？(取g10 m/s2) 思路點(diǎn)撥對(duì)于A剛好通過(guò)Q點(diǎn)應(yīng)理解為在該點(diǎn)FN0，重力充當(dāng)向心力,答案8 N,3.如圖所示，一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以