課時11圓周運動的規(guī)律與應(yīng)用,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,描述圓周運動的物理量,3.周期:是指完成一次(繞圓周一次)運動所用的時間。4.轉(zhuǎn)速n:單位時間轉(zhuǎn)過的圈數(shù),當(dāng)單位時間是秒時,轉(zhuǎn)速與頻率意義相同,單位為r/s或/s(轉(zhuǎn)每秒或秒分之一)。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,1.勻速圓周運動中的“勻速”是指線速度的大小不變。勻速圓周運動實際上是一種變速曲線運動。2.常見傳動及制約關(guān)系:(1)不打滑的皮帶傳動、齒輪傳動、摩擦傳動:兩輪邊緣上各點線速度大小相等。(2)同軸傳動:固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點角速度相同。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例1如圖所示,拖拉機后輪的半徑是前輪半徑的兩倍,A和B是前輪和后輪邊緣上的點,若車行進時輪與路面沒有滑動,則()A.A點和B點的線速度大小之比為12B.前輪和后輪的角速度之比為21C.兩輪轉(zhuǎn)動的周期相等D.A點和B點的向心加速度大小相等,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,勻速圓周運動和向心力1.勻速圓周運動:(1)定義:線速度大小不變的圓周運動。(2)性質(zhì):向心加速度大小不變,方向總是指向圓心的變加速曲線運動。(3)質(zhì)點做勻速圓周運動的條件:合力大小不變,方向始終與速度方向垂直且指向圓心。2.向心力:(1)定義:指向圓心的合外力。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,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,也可以是幾個力的合力或某個力的分力。常見實例中向心力來源分析:,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例2(20172018浙江金華期末)如圖所示,“倫敦眼”(TheLondonEye)是世界上最大的觀景摩天輪?，F(xiàn)假設(shè)摩天輪正繞中間的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,坐在吊椅中觀光的游客做勻速圓周運動。則對于游客,下列說法正確的是()A.因為摩天輪勻速轉(zhuǎn)動,所以游客受力平衡B.因為摩天輪轉(zhuǎn)得較慢,所以游客的線速度較小C.當(dāng)游客運動到最高點時,游客所受豎直向上的支持力大于所受的重力D.當(dāng)游客運動到最低點時,游客所受豎直向上的支持力大于所受的重力,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,圓周運動的典型應(yīng)用實例分析1.汽車過拱形橋問題:以速度v通過拱形橋的最高點時。,(1)汽車對橋面的壓力小于汽車的重力mg,汽車行駛的速度越大,汽車對橋面的壓力越小。(2)當(dāng)速度不斷增大時,壓力會不斷減小,當(dāng)達(dá)到某一速度時,汽車對橋面會出現(xiàn)完全沒有壓力(汽車“飄離”橋面)現(xiàn)象。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,2.汽車通過凹形地段問題:以某一速度v通過凹形地段的最低點時。,(1)汽車對凹形地面的壓力大于汽車的重力mg,汽車行駛的速度越大,汽車對凹形地面的壓力越大。(2)如果凹形面半徑越小,汽車對凹形地面的壓力也將越大,對道路路面的損害也會越大,車輛也越容易爆胎。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,3.水平路面轉(zhuǎn)彎問題由于重力與支持力都是豎直方向,向心力由側(cè)向摩擦力或其他力提供。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,4.外側(cè)軌道比內(nèi)側(cè)軌道高轉(zhuǎn)彎問題當(dāng)外側(cè)軌道比內(nèi)側(cè)軌道高轉(zhuǎn)彎,且車輛速度v恰好是某值時,車輛只受重力和支持力,向心力恰好由支持力和重力的合力提供,車輛不受側(cè)向其他力的作用。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,其中r是轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑,v0是車輛不受側(cè)向其他力作用的最佳速度。以火車轉(zhuǎn)彎為例,實際存在以下三種情況:(1)當(dāng)火車實際速度等于v0時,內(nèi)外軌均不受側(cè)向擠壓的力;(2)當(dāng)火車實際速度大于v0時,外軌受到側(cè)向擠壓的力(這時向心力較大,外軌提供一部分力)。(3)當(dāng)火車實際速度小于v0時,內(nèi)軌受到側(cè)向擠壓的力(這時向心力較少,內(nèi)軌提供一部分力)。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例3冰面對溜冰運動員的最大摩擦力為運動員重力的k倍,在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運動員,其安全速度為(),答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,豎直面內(nèi)圓周運動的臨界問題繩、桿模型涉及的臨界問題:,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例4質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管中運動,小球的直徑略小于圓管的口徑,如圖所示。已知小球以速度v通過圓管的最高點時對圓管的外壁的壓力恰好為mg,則小球以速度通過圓管的最高點時()A.對圓管的內(nèi)、外壁均無壓力,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,離心運動1.離心運動的本質(zhì):物體慣性的表現(xiàn):做勻速圓周運動的物體,由于本身有慣性,總有沿著切線方向飛出傾向,只是由于向心力作用,使它不能沿切線方向飛出,而被限制著沿圓周運動。如果提供向心力的合外力突然消失,物體由于本身的慣性,將沿著切線方向運動,這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果。如果提供向心力的合外力減小,使它不足以將物體限制在圓周上,物體將做半徑變大的圓周運動。此時,物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,但“遠(yuǎn)離”不能理解為“背離”。做離心運動的物體并非沿半徑方向飛出,而是運動半徑越來越大。物體做離心運動是一種運動現(xiàn)象,離心力實際并不存在。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,2.離心運動的應(yīng)用與防止:(1)應(yīng)用:洗衣機的脫水筒;棉花糖的產(chǎn)生;用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)等。(2)防止:汽車拐彎時的限速;高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、砂輪的限速等。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例5公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶,如圖,某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧,當(dāng)汽車行駛的速率為vc時,汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢,則在該彎道處()A.路面外側(cè)低內(nèi)側(cè)高B.車速只要低于vc,車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C.車速雖然高于vc,但只要不超出某一最高限度,車輛便不會向外側(cè)滑動D.當(dāng)路面結(jié)冰時,與未結(jié)冰時相比,vc的值變小,答案,解析,