第2講 圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用

1、1第2講圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用★考情直播考情直播1.1.考綱要求考綱要求考綱內(nèi)容考綱內(nèi)容能力要求能力要求考向定位考向定位1勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度2勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力3離心現(xiàn)象1了解線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念。理解向心力及向心加速度。2能結(jié)合生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例熟練應(yīng)用向心力和向心加速度處理問題。3能正確處理豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。4知道什么是離心現(xiàn)象，了解其應(yīng)用及危害。會(huì)分析相關(guān)現(xiàn)象的受力特點(diǎn)?？季V對本講知識點(diǎn)中

2、的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為Ⅱ級要求，其它考點(diǎn)均只作Ⅰ級要求，其中離心現(xiàn)象是新考綱增加的考點(diǎn)考綱實(shí)際上突出了對受力分析的要求，因?yàn)榭陀^的受力分析能夠體現(xiàn)出實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，這與新課標(biāo)的情感、態(tài)度、價(jià)值觀的目標(biāo)是一脈相承的2考點(diǎn)整合考點(diǎn)考點(diǎn)1描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1線速度線速度①定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長S與通過這段弧長所用時(shí)間t的叫做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度②線速度的公式為，③方向?yàn)樽鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的物體的速度、方向時(shí)刻在變化

3、，因此勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種運(yùn)動(dòng)2角速度角速度①定義：用連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度θ跟轉(zhuǎn)過這個(gè)角度所用時(shí)間t的叫做角速度②公式為，單位是3周期周期①定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，稱為周期②公式：4描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量的關(guān)系描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量的關(guān)系①.角速度ω與周期的關(guān)系是：②.角速度和線速度的關(guān)系是：③.周期與頻率的關(guān)系是:；④.向心加速度與以上各運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量之間的關(guān)系：5描述圓周運(yùn)動(dòng)的力學(xué)物理量是向心力（描述圓周

4、運(yùn)動(dòng)的力學(xué)物理量是向心力（F向），它的作用是描述圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量和力學(xué)物理量之間的關(guān)系是：.[例１]圖所示為一皮帶傳動(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，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r.B點(diǎn)在小輪上，它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)與B點(diǎn)的線速度大小相等BA點(diǎn)與B點(diǎn)的角速度大小相等3可以歸納如下：①向心力可能是物體受到的某一個(gè)力，也可能是

5、物體受到幾個(gè)力的合力，也可能是某一個(gè)力的分力②物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力一定是向心力，指向圓心，只改變速度的方向而在變速圓周運(yùn)動(dòng)中（如豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)），合外力沿半徑方向的分力充當(dāng)向心力，改變速度的方向；合外力沿軌道切線方向的分力，則會(huì)改變速度大小[例3]如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力，作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是()A若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)B若

6、拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng)C若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動(dòng)D若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epc做離心運(yùn)動(dòng)[解析解析]開始時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)，說明此時(shí)的拉力恰好能提供向心力。若此時(shí)拉力消失，則向心力消失，小球?qū)⒀厍芯€方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力突然變小，則向心力不足，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動(dòng)；若拉力突然變大，則小球?qū)⒀剀壽Epc做向心運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮緼[規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)]要區(qū)分運(yùn)動(dòng)所需要的向心力與實(shí)際能提供的向心力：由可

7、以看出，在軌道半徑一定的情況下，特定的速度對應(yīng)著所需要的向心力rmrvmF22???大小也是特定的而物體實(shí)際所受到的各力能提供的力可能大于、等于、或小于所需要的向心力，只有實(shí)際能提供的向心力與所需要的向心力大小相等時(shí)，物體才可能做圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際提供的向心力不足時(shí)，物體就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，能過對軌道半徑的自動(dòng)調(diào)節(jié)來使實(shí)際與所需相匹配反之則做向心運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)考點(diǎn)3豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的模型主要有兩種，即輕繩（單

8、圓軌道）類與輕桿（雙圓軌道）類它們的主要特點(diǎn)是：（1）輕繩（單圓軌道）（如圖6）在最高點(diǎn)只能提供豎直向下的作用力因此，通過最高點(diǎn)的臨界條件是，繩的拉力（單圓軌道對物體的作用力）為0，重力充當(dāng)向心力，，解Rvmmg2?得：，即時(shí)物體才能通過最高點(diǎn)，所以：gRv?gRv?（2）輕桿（雙圓軌道）（如圖7）則由于桿既可以提供拉力，也可以提供支持gRv?臨界力或不提供作用力，因此，桿作用物體到最高點(diǎn)時(shí)，其速度可以為0，此時(shí)桿提供的支持力與物體的重