第五章 第2讲 圆周运动的规律及其应用.ppt
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1、考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练第第2讲讲圆周运动的规律及其应用圆周运动的规律及其应用考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练圆周运动、角速度、线速度、向心加速度圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 (考纲要求考纲要求)【思维驱动思维驱动】考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练答案答案D考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练质质点沿着点沿着圆圆周的运周的运动动称
2、称为圆为圆周运周运动动其其轨轨迹迹为为一一圆圆弧,故弧,故圆圆周运周运动动是曲是曲线线运运动动描述描述圆圆周运周运动动的物理量主要有的物理量主要有线线速度、角速度、周期、速度、角速度、周期、频频率、率、转转速、向心加速度、向心力等,速、向心加速度、向心力等,现现比比较较如下表:如下表:【知识存盘知识存盘】1圆周运动圆周运动2描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练定定义义、意、意义义公式、公式、单单位位线线速度速度描述描述圆圆周运周运动动的物体的物体运运动动_的的物理量物理量(v)是矢量,方向和半径
3、是矢量,方向和半径垂直,和垂直,和圆圆周相切周相切单单位:位:m/s角速度角速度描述物体描述物体绕绕圆圆心心_的的物理量物理量()中学不研究其方向中学不研究其方向单单位:位:rad/s周期和周期和转转速速周期是物体沿周期是物体沿圆圆周运周运动动_的的时间时间(T)转转速是物体速是物体单单位位时间时间转转过过的的_(n),也,也叫叫频频率率(f)T 单单位:位:sn的的单单位:位:r/s、r/min,f的的单单位:位:Hz向心加向心加速度速度描述描述速度速度_变变化化_的的物理量物理量(a)方向指向方向指向圆圆心心单单位:位:m/s2快慢快慢转动转动一周一周圈数圈数方向方向快慢快慢快慢快慢r2考
4、纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练(单选单选)如如图图521所示,水平所示,水平转转台上放着一枚硬台上放着一枚硬币币,当,当转转台匀速台匀速转动时转动时,硬,硬币币没有滑没有滑动动,关于,关于这这种情况下硬种情况下硬币币的受的受力情况,下列力情况,下列说说法正确的是法正确的是 ()匀速圆周运动向心力匀速圆周运动向心力(考纲要求考纲要求)【思维驱动思维驱动】图图521考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练A受重力和台面的支持力受重力和台面的支持力B受重力、台面的支持力和向心力受重
5、力、台面的支持力和向心力C受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力D受重力、台面的支持力和静摩擦力受重力、台面的支持力和静摩擦力解析解析重力与支持力平衡,静摩擦力提供向心力,方向指重力与支持力平衡,静摩擦力提供向心力,方向指向转轴向转轴答案答案D考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练(1)定义定义:做:做圆圆周运周运动动的物体,若在的物体,若在相等的相等的时间时间内通内通过过的的圆圆弧弧长长_,就是匀速就是匀速圆圆周运周运动动(2)特点特点:加速度大小:加速度大小_,方向,方向始始终终指向指向_,是,
6、是变变加速运加速运动动(3)条件条件:合外力大小:合外力大小_、方向、方向始始终终与与_方向垂直且指向方向垂直且指向圆圆心心【知识存盘知识存盘】1匀速圆周运动匀速圆周运动相等相等不不变变圆圆心心不不变变速度速度考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练(1)作用效果作用效果:向心力:向心力产产生向心加速度,生向心加速度,只改只改变变速度的速度的_,不改,不改变变速度的速度的_(3)方向方向:始:始终终沿半径方向指向沿半径方向指向_,时时刻在改刻在改变变,即向心,即向心力是一个力是一个变变力力向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的向心力可以
7、由一个力提供,也可以由几个力的_提供,提供,还还可以由一个力的可以由一个力的_提供提供2向心力向心力3来源来源方向方向大小大小圆圆心心合力合力分力分力m2r考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练考点一考点一描述圆周运动的各物理量间的关系描述圆周运动的各物理量间的关系考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练【典例典例1】(多选多选)如如图图522所示所示为为皮皮带带传动传动装置,右装置,右
8、轮轮的半径的半径为为r,a是它是它边缘边缘上的一点,左上的一点,左侧侧是一是一轮轴轮轴,大,大轮轮的半的半径是径是4r,小,小轮轮的半径是的半径是2r,b点在小点在小轮轮上,到小上,到小轮轮中心的距离中心的距离为为r,c点和点和d点点分分别别位于小位于小轮轮和大和大轮轮的的边缘边缘上,若在上,若在传动过传动过程中皮程中皮带带不打滑,不打滑,则则()图图522Aa点和点和b点的点的线线速度大小相等速度大小相等Ba点和点和b点的角速度大小相等点的角速度大小相等Ca点和点和c点的点的线线速度大小相等速度大小相等Da点和点和d点的向心加速度大小相等点的向心加速度大小相等考纲自主研读考纲自主研读考点互动
9、探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练答案答案CD考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练【变式跟踪变式跟踪1】(多选多选)如如图图525所示所示为为某一皮某一皮带传动带传动装置主装置主动轮动轮的半径的半径为为r1,从,从动轮动轮的半径的半径为为r2.已知主已知主动轮动轮做做顺时顺时针转动针转动,转转速速为为n,转动过转动过程中皮程中皮带带不不打滑下列打滑下列说说法正确的是法正确的是 ()图图525考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练答案答案BC考纲自主
10、研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练常见的三种传动方式及特点常见的三种传动方式及特点1皮带传动皮带传动:如:如图图523甲、乙所示,皮甲、乙所示,皮带带与两与两轮轮之之间间无无 相相对对滑滑动时动时,两,两轮边缘线轮边缘线速度大小相等,即速度大小相等,即vAvB.借题发挥借题发挥图图523考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练2摩擦传动摩擦传动:如:如图图524甲所示,两甲所示,两轮边缘轮边缘接触,接触点接触,接触点 无打滑无打滑现现象象时时,两,两轮边缘线轮边缘线速度大小相等,即速度
11、大小相等,即vAvB.图图5243同轴传动同轴传动:如:如图图524乙所示,两乙所示,两轮轮固定在一起固定在一起绕绕同一同一 转轴转动转轴转动,两,两轮转动轮转动的角速度大小相等,即的角速度大小相等,即AB.考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练A速率速率v一定一定时时,r越小,要求越小,要求h越大越大 B速率速率v一定一定时时,r越大,要求越大,要求h越大越大C半径半径r一定一定时时,v越小,要求越小,要求h越大越大 D半径半径r一定一定时时,v越大,要求越大,要求h越大越大考点二考点二匀速圆周运动的实例分析匀速圆周运动的实例分析【典
12、例典例2】(多选多选)铁铁路路转转弯弯处处的弯道半径的弯道半径r是根据地形决定的弯是根据地形决定的弯道道处处要求外要求外轨轨比内比内轨轨高,其内、外高,其内、外轨轨高度差高度差h的的设计设计不不仅仅与与r有关有关还还与火与火车车在弯道上的行在弯道上的行驶驶速度速度v有关下列有关下列说说法正确的法正确的是是()考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练答案答案AD考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练【变式跟踪变式跟踪2】(多选多选)“飞车飞车走壁走壁”是一种是一种传统传统的的杂杂技技
13、艺术艺术,演,演员骑车员骑车在在倾倾角很大的桶面角很大的桶面上做上做圆圆周运周运动动而不掉下来而不掉下来 如如图图526所示,已知桶壁的所示,已知桶壁的倾倾角角为为,车车和人的和人的总质总质量量为为m,做,做圆圆周运周运动动的半径的半径为为r.若使演若使演员骑车员骑车做做圆圆周运周运动时动时不受桶壁不受桶壁的摩擦力,下列的摩擦力,下列说说法正确的是法正确的是 ()图图526考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练答案答案AC考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练从动力学角度解决圆周
14、运动问题从动力学角度解决圆周运动问题1解题思想解题思想:凡是做匀速:凡是做匀速圆圆周运周运动动的物体一定需要向心力的物体一定需要向心力而物体所受外力的合力充当向心力,而物体所受外力的合力充当向心力,这这是是处处理理该类问该类问题题的理的理论论基基础础2解题步骤解题步骤:借题发挥借题发挥考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练【典例典例3】如如图图527所示,所示,质质量量为为m的木的木块块,用一,用一轻绳轻绳拴着,置于很大的拴着,置于很大的水平
15、水平转盘转盘上,上,细绳细绳穿穿过转盘过转盘中央的中央的细细管,与管,与质质量也量也为为m的小球相的小球相连连,木,木块块与与转盘间转盘间的最大静摩擦力的最大静摩擦力为为其重力的其重力的倍倍(0.2),当,当转盘转盘以角速度以角速度4考点三考点三水平面内圆周运动的临界问题水平面内圆周运动的临界问题图图527rad/s匀速匀速转动时转动时,要保持木,要保持木块块与与转盘转盘相相对对静止,木静止,木块转动块转动半半径的范径的范围围是多少?是多少?(g取取10 m/s2)考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考高分技巧高考高分技巧随堂基础演练随堂基础演练解析解析由于转盘以角速度由于转盘以
16、角速度4 rad/s匀速转动,因此木块匀速转动,因此木块做匀速圆周运动所需向心力为做匀速圆周运动所需向心力为Fmr2.当木块做匀速圆周当木块做匀速圆周运动的半径取最小值时,其所受最大静摩擦力与拉力方向运动的半径取最小值时,其所受最大静摩擦力与拉力方向相反,则有相反,则有mgmgmrmin2,解得,解得rmin0.5 m;当木块;当木块做匀速圆周运动的半径取最大值时,其所受最大静摩擦力做匀速圆周运动的半径取最大值时,其所受最大静摩擦力与拉力方向相同,则有与拉力方向相同,则有mgmgmrmax2,解得,解得rmax0.75 m因此,要保持木块与转盘相对静止,木块转动半因此,要保持木块与转盘相对静止
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